L'ATS SWQ1-63S aide une usine alimentaire à réduire de 60 % les arrêts de production

Pour une usine de transformation alimentaire qui fonctionne 24 h/24 et 7 j/7, une panne de courant n’est pas un simple problème d’éclairage : c’est une urgence de sécurité alimentaire. Voici l’histoire d’un fabricant de produits laitiers spécialisés qui a remplacé son commutateur de transfert manuel par l’inverseur automatique de sources (ATS) SINGI SWQ1-63S et a réduit de 60 % les temps d’arrêt dus aux défaillances du réseau dès la première année.

Qui était le client et quelle était sa situation ?

Le client est une installation de transformation laitière de 30 000 pieds carrés située dans le Midwest, produisant des fromages haut de gamme et des produits réfrigérés emballés. L’usine emploie 350 personnes réparties sur trois équipes, et ses procédés dépendent d’une alimentation triphasée continue pour les compresseurs de réfrigération, les cuves de pasteurisation et les lignes d’emballage automatisées.

Comme le plan d’assurance qualité de l’installation exige des températures stables dans la chaîne du froid, même une brève coupure de courant peut entraîner la mise en attente ou la destruction des produits. Le système de secours consistait en un groupe électrogène diesel de 500 kVA et un commutateur de transfert à commande manuelle, une configuration courante mais gourmande en main-d’œuvre pour des usines de cette taille.

Quels défis ont causé des retards de production ?

Avant la mise à niveau, chaque perturbation du réseau obligeait un électricien à se rendre à la salle d’appareillage, à vérifier l’état de l’alimentation avec un multimètre, puis à basculer physiquement la manette de transfert manuelle pour transférer la charge vers le groupe électrogène de secours. Ce processus durait de 15 à 20 minutes. Lors de six tempêtes majeures sur deux ans, l’usine a perdu l’alimentation de réfrigération pendant 18 minutes en moyenne à chaque fois.

Une panne prolongée survenue en été a fait dépasser le seuil de température à un lot complet de produit laitier fermenté — une perte directe de 12 000 $. L’usine a également subi des chutes de tension qui ont fait décrocher les contacteurs de réfrigération, forçant des redémarrages et augmentant l’usure du compresseur.

L’équipe avait testé un contrôleur automatique à relais, mais il produisait des transferts intempestifs. Le contrôleur basculait vers le groupe électrogène dès que la tension du réseau chutait, même brièvement, ce qui entraînait un fonctionnement inutile du groupe et endommageait les compresseurs par cyclage rapide. Le superviseur de maintenance a décrit cette période ainsi : « nous ne pouvions pas faire confiance à l’automatisation, nous sommes donc revenus au mode manuel. »

Pourquoi le site a-t-il choisi le SWQ1-63S de SINGI ?

L’équipe d’ingénierie de l’usine a évalué plusieurs options d’ATS, notamment un commutateur à transition ouverte générique et un tableau sur mesure construit avec des contacteurs séparés. Les facteurs décisifs pour choisir le SINGI SWQ1-63S ont été sa pleine conformité à la IEC 60947-6-1, son contrôle par microprocesseur intégré et sa fiabilité mécanique.

, le SWQ1-63S offrait :

• Un seul coffret combinant à la fois la commutation de transfert et le contrôleur intelligent, éliminant le besoin de relais externes et d’un panneau logique séparé.
• Une véritable détection double tension qui surveille la perte de phase, la surtension, la sous-tension et la fréquence à la fois sur le réseau et sur les sources du générateur.
• Un mécanisme de commutation motorisé avec une tenue de courte durée adaptée aux charges des moteurs de réfrigération.
• Des temporisations de transfert et de retour réglables, permettant à l’usine de séquencer le transfert de charge pour correspondre au temps de préchauffage du générateur.
• Des sorties à contact sec qui renvoient l’état à distance au système SCADA du site.

Comparé au contrôleur à relais précédent, les fonctions de temporisation intégrées et la logique de stabilisation du SWQ1-63S empêchaient les manœuvres intempestives lors des baisses de tension et des chutes de tension.

Comment le SWQ1-63S a-t-il été installé et configuré ?

Le projet a été mis en œuvre en deux jours. Les entrepreneurs en électricité de l’usine ont d’abord isolé l’alimentation d’arrivée du réseau et mis en place une génération temporaire pour les charges critiques de réfrigération. L’ancien commutateur manuel a été retiré du tableau, et le SWQ1-63S a été monté à l’aide d’un gabarit de panneau universel standard.

Les raccordements de câblage étaient simples : les alimentations secteur et groupe électrogène étaient connectées aux bornes d’entrée, et le côté charge était relié au jeu de barres de distribution principal de l’usine. Le contrôleur de l’ATS a été configuré via son clavier en façade. L’ingénieur de mise en service a réglé le seuil de détection de sous-tension à 80 %, le délai de retour au réseau à 30 secondes et le délai de transfert moteur à 10 secondes pour l’appel de courant du compresseur.

Un problème est apparu lors des essais : le signal de démarrage à distance du groupe électrogène produisait un pic de tension lorsque le contrôleur de l’ATS envoyait la commande de démarrage. La solution a été un relais d’interposition placé entre la fiche de commande du groupe et la sortie à contact sec de l’ATS, ce qui a éliminé l’interférence. Ensuite, trois transferts à vide et deux transferts en charge ont été réalisés avec succès.

Quels résultats l’usine a-t-elle obtenus ?

Au cours des 12 mois suivants, l’usine a subi neuf interruptions du réseau, dont deux événements météorologiques sévères. Les résultats mesurés ont été significatifs :

• Le temps de transfert entre la défaillance du réseau et l’alimentation par le générateur est passé d’une moyenne de 18 minutes à moins de 2 minutes, soit une réduction de 60 % du temps d’arrêt par événement.
• Aucune altération de produit ne s’est produite pendant les coupures, ce qui représente environ 18 000 $ de pertes évitées par rapport à l’année précédente.
• Le cyclage court du compresseur a été éliminé, car les temporisations réglables de l’ATS permettaient aux moteurs de redémarrer selon une séquence contrôlée. L’équipe de maintenance a signalé 40 % d’appels de service en moins vers le panneau de commande de réfrigération.
• Aucun transfert intempestif n’a été enregistré, malgré plusieurs conditions de baisse de tension qui auraient déclenché l’ancien contrôleur à relais.

L’usine a également obtenu une vision plus claire de la santé de son alimentation électrique. Les indicateurs d’état de l’ATS permettent aux superviseurs de quart de confirmer la disponibilité des sources d’un seul coup d’œil, et les alarmes SCADA indiquent désormais quelle source alimente la charge. Ces améliorations ont simplifié les opérations quotidiennes et réduit la charge d’interventions de l’électricien.

Que dit le responsable du site ?

Le responsable de la maintenance de l’installation, qui a supervisé la mise à niveau, a déclaré : « Le SWQ1-63S est le premier ATS que nous utilisons auquel nous n’avons pas à penser . Il fait exactement ce qu’il doit faire, et le transfert est suffisamment fluide pour que la ligne de production ne remarque jamais l’événement. »

Il a ajouté : « Nous avons calculé le retour sur investissement à partir des altérations évitées dès le premier mois d’exploitation. C’est un investissement qui se justifie de lui-même. »

Quelles leçons d'autres entreprises peuvent-elles en tirer ?

Ce projet offre plusieurs enseignements pour les usines envisageant une transition similaire de la commutation manuelle vers un commutateur de transfert automatique :

• Adaptez les caractéristiques de l'ATS à celles de votre charge. Les charges de réfrigération et de moteurs exigent des temporisations de transfert réglables pour équilibrer le rétablissement et les contraintes de courant d’appel. Les temporisateurs configurables du SWQ1-63S ont été déterminants pour son succès.
• Prévoyez l'interface du générateur. Les relais d’interposition sont un moyen simple et peu coûteux de protéger le contrôleur de l’ATS contre le bruit du générateur. Incluez-les dans la liste de vérification de la mise en service pour éviter les surprises sur le terrain.
• Utilisez la signalisation à distance pour une visibilité continue. Même si un événement de transfert se produit sans perturbation, la notification SCADA documente l’événement et aide l’ingénierie à suivre les tendances de la qualité de l’énergie.
• S'ils recommençaient, l'usine prolongerait l'essai Une fenêtre de mise en service plus longue avec le générateur en charge aurait révélé plus tôt le problème de pic de tension et aurait permis une semaine supplémentaire d’enregistrement du temps de fonctionnement avant que le système ne soit placé en mode entièrement automatique.

Références

1. IEC 60947-6-1:2021 - Appareillage de connexion et de commande basse tension - Partie 6-1 : Équipements de commutation de transfert.
   Disponible sur : https://webstore.iec.ch/publication/60947-6-1
2. Sariri, et al. “Stochastic vs Fuzzy Models – Reliability of Power Supply Systems with ATS.” Energies, 15(3), 1024, 2022.
   Disponible sur : https://doi.org/10.3390/en15031024