2016 10 CCP Supervision batteries - Nouba

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Centre National de la Recherche Scientifique
Délégation Rhône-Auvergne
Centre de Calcul de
L’Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules
CAHIER DES CLAUSES PARTICULIERES (CCP)
OBJET :
FOURNITURE ET INSTALLATION D’UN
SYSTEME DE SUPERVISION DE BATTERIES
D'ONDULEUR.
Service responsable de la passation du marché
Centre de Calcul de l'IN2P3 - CNRS
21 Avenue Pierre de Coubertin
CS70202
69627 VILLEURBANNE
Fourniture et installation d'un système de supervision de batteries.
1
SOMMAIRE
1
GENERALITES .................................................................................................................. 3
1.1
Terminologie................................................................................................................................................................ 3
1.2
Nature des installations ........................................................................................................................................... 3
1.3
Objet du marché.......................................................................................................................................................... 3
2
DESCRIPTION DU SYSTEME .............................................................................................. 4
2.1
Interconnexion ............................................................................................................................................................ 4
2.2
Conditions électriques requises ........................................................................................................................... 5
2.3
Sécurité .......................................................................................................................................................................... 5
2.4
Documentation ............................................................................................................................................................ 5
2.5
Formation ...................................................................................................................................................................... 5
3
SPECIFICATIONS TECHNIQUES DU SYSTEME DE SUPERVISION .......................................... 6
3.1
Paramètres supervisés et fréquence de scrutation ....................................................................................... 6
3.2
Affichage et analyse des paramètres mesurés ................................................................................................ 6
3.3
Conditions requises pour le logiciel et capacités de communication ..................................................... 7
3.4
Tranche ferme ............................................................................................................................................................. 7
3.5
Tranche conditionnelle ............................................................................................................................................ 7
3.6
Prestations supplementaires éventuelles ........................................................................................................ 8
4
PREVENTION DES RISQUES .............................................................................................. 8
5
PRESENTATION DE L'OFFRE ............................................................................................. 8
5.1
Présentation de l'offre et mémoire technique ................................................................................................ 8
5.2
Offre financière ........................................................................................................................................................... 9
6
6.1
DESCRIPTION DES INSTALLATIONS DE BATTERIES ............................................................ 9
Reportage photos locaux ......................................................................................................................................... 9
2
1 GENERALITES
1.1
Terminologie.
Dans ce document, le sigle " CC " désigne le Centre de Calcul de l’IN2P3/CNRS à Villeurbanne
où sont installés les équipements, objet du présent marché. Vil2 désigne le bâtiment le plus
récent du CC où se trouvent les chantiers de batteries à équiper.
Le sigle "BHM", pour Battery Health Monitoring, désigne le système de supervision des
batteries.
1.2
Nature des installations
Le bâtiment Vil2 dispose actuellement de deux chaînes d'alimentation électrique IT HQ :

La chaîne 1 est équipée de 4 onduleurs Galaxy 7000 de marque Schneider Electric,
d'une puissance de 450 kW. A chaque onduleur est associé un chantier de batteries ;

La chaîne 2 est équipée de 3 onduleurs Galaxy 7000, d'une puissance de 450 kW.
Chaque onduleur dispose de son chantier de batteries.
Chaque chantier possède les caractéristiques suivantes :
Onduleur
Type de
batterie
Etanchéité
des blocs
Constitution du
chantier
Capacité des
batteries
P maxi
onduleur
Galaxy
7000
YUASA
SWL 2500
Etanche
3 branches (47 blocs
de 13,2V) en parallèle
270 Ah en
C10
450 kW
NB : à terme, le bâtiment est destiné à recevoir une troisième chaîne d'alimentation électrique.
Celle-ci devrait normalement recevoir 4 onduleurs de 450 kW chacun, avec quatre chantiers de
batteries identiques aux deux premières chaînes.
1.3
Objet du marché
Le présent cahier des charges décrit les installations à réaliser dans le cadre de la fourniture,
l'installation, la documentation, les essais et la formation d'un système de supervision des
batteries.
Le présent marché est constitué :

D’une tranche ferme visant à la fourniture d'un système de supervision de deux
chantiers de batteries de la chaîne 1, datant de 2011,

D'une tranche conditionnelle visant à la fourniture d'un système de supervision des
deux autres chantiers de la chaîne 1.
Le système devra être capable à terme de superviser l'ensemble des chantiers batteries
du bâtiment Vil2, ce qui représentera un total de 11 chantiers possédant les
caractéristiques détaillées ci-dessus. Les candidats préciseront dans leur offre le
potentiel d'évolutivité de leur système BHM et sa capacité à superviser l'ensemble
des 11 chantiers.
3

De deux prestations supplémentaires éventuelles consistant à accompagner le
maître d'ouvrage dans un essai de décharge batteries. Une première consistant en une
décharge lente sur le niveau de puissance de la salle machine. Une deuxième avec
mise en place d'un banc de charge pour une décharge profonde.
NB : Dès leur installation, les batteries, des sept chantiers existants, ont été équipées de
cosses permettant un raccordement facilité d'un système de supervision de batteries. Les
candidats devront vérifier la compatibilité de leur système avec les cosses préinstallées. Dans
le cas d'une incompatibilité, les candidats devront prévoir l'adaptation de leur système ou la
dépose et le remplacement des cosses en place. Les cosses préinstallées sont sans plomb et
faites de cuivre et de laiton puis couvertes d’étain. Dans le cas du remplacement de celles-ci
par le prestataire, celui-ci précisera la composition des nouvelles cosses, sachant que les
cosses en acier inoxydable ne sont pas recommandées
Le prestataire devra fournir un système complet de supervision des batteries. Parmi les
paramètres à surveiller, figureront :
 Tension flottante individuelle par bloc,
 Valeur ohmique par bloc
 Tension totale par chaîne ou branche,
 Courant par chaîne ou branche,
 Température ambiante,
 Température par bloc afin de détecter les éventuels emballements thermiques des
batteries.
Le système se compose de tout le matériel, logiciel, câblage et autres composants pour
permettre une collecte fiable et en sécurité des données de batteries, ainsi que
l'affichage des données enregistrées et des alarmes.
Sont exclus les équipements informatiques (PC, écran, switch…). Les configurations minimales
nécessaires seront précisées dans l'offre.
2 DESCRIPTION DU SYSTEME
2.1
Interconnexion
Le système sera interconnecté de façon à assurer qu’aucune pièce d’équipement, autre que
l’équipement alimenté par le 240V AC, ne soit connectés à une tension continue de plus de
60V.
La mise en place de l’interconnexion doit être : simple à installer, à maintenir et à réinstaller
pour permettre aux techniciens de service de réparer/remplacer une batterie.
Les connexions pour le transfert de données seront des câbles standards, facilement
disponibles pour tout remplacement.
Aucune préfabrication usine du câblage ne doit être nécessaire pour l’ensemble de l’installation.
Toutes les connexions et câbles doivent être utilisables par un technicien compétent et formé.
4
2.2
Conditions électriques requises
L'installation devra être réalisée dans les règles de l'Art et sera conforme aux textes
réglementaires et normes en vigueur au cours de l'exécution, notamment la norme NF C 15-100
concernant l'installation électrique.
2.3
Sécurité
Pour limiter le risque de court-circuit et/ou incendie, les câbles connectés à la batterie doivent
être limités à une longueur maximum de 5 mètres et fabriqués dans un câble conforme à la
norme UL1015 de section de moins de 0.33 mm².
Pour l’identification en toute sécurité, tous les câbles allant et revenant de la batterie doivent
être clairement identifiables par un marqueur ou par un codage couleur.
Chaque matériel de mesures connecté à la batterie doit être protégé par des circuits à haute
impédance ou fusibles pour éviter le risque de décharge accidentelle.
Aucuns composants, câbles, cases, affichages connectés à la batterie ou formant une partie de
l’interface humaine ne doit être inflammable ni avoir une augmentation de température qui
présenterait un risque pour les opérateurs, techniciens de maintenance ou personnel de
service.
2.4
Documentation
Le système de supervision sera fourni avec les documents suivants, sous support papier et/ou
informatisé :
 Manuel d’installation,
 Description du matériel,
 Guide d'utilisation du logiciel détaillé,
 Simples instructions d’utilisation (usage courant),
 Liste des pièces de rechange détaillant les références précises des pièces.
De plus, il sera fourni un kit de réinstallation complet en cas de problème matériel sous la
forme d'un CD de boot, avec toutes les informations nécessaires (informations de licence, guide
d'installation).
2.5
Formation
Le fournisseur du système assurera la formation des utilisateurs du BHM sur le site du CC. La
formation doit commencer immédiatement après la mise en service du système. Elle devra
inclure :
 Fonctionnement.
 Diagnostic.
 Analyse des tendances.
 Statut des alarmes.
 Récupération des données.
 Interprétation et utilisation des données de batteries pour le dépannage.
5
3 SPECIFICATIONS TECHNIQUES DU SYSTEME DE
SUPERVISION
3.1
Paramètres supervisés et fréquence de scrutation
Le tableau suivant précise les paramètres à superviser (ou à calculer en fonction des données
relevées) et les fréquences auxquelles celles-ci devront être relevées :
Paramètre supervisé
Fréquence de monitoring
Tension flottante individuelle de
cellule/monobloc
Tension de décharge individuelle de
cellule/monobloc.
Tension totale de la chaîne
Valeur ohmique individuelle de cellule
(avec la résistance du lien entre rangée
Plage de mesure
24 scrutations/jour
Continue1
Continue
Au moins 2 fois / jour
Courant de décharge
Continue
Courant de charge
Continue
Température de la cellule principale
Continue
Température ambiante dans le local
batteries
Continue
1
Par "mesure continue", il est entendu que ces paramètres seront scrutés plus d'une fois par
minute. Le pas de temps de scrutation sera précisé dans l'offre.
Le système doit être en mesure de détecter les résistances qui dérivent, que ce soit dû à la
corrosion de la barre de liaison entre blocs ou le mauvais serrage de la connexion, sans pour
autant être limité à ces deux facteurs.
Dans le cas où un paramètre, mesuré ou calculé, sort des limites prédéterminées et
préprogrammées, alors une condition d’alarme sera enregistrée et communiquée en
accordance avec la section intitulée communications.
Dans le cas où un flux de courant détecté excède les limites prédéterminées et
préprogrammées. Le système de BHM doit suspendre toutes autres supervisions et mesurer
puis enregistrer la tension des cellules de la batterie où la décharge est détectée. Après la fin
de la décharge, une visualisation de la décharge sera disponible (évolution de la tension des
cellules) pour permettre une analyse des performances et éventuellement identifier les blocs
défaillants.
3.2
Affichage et analyse des paramètres mesurés
Les paramètres suivants doivent être archivés quotidiennement pour permettre l'analyse des
batteries et l'affichage des données :
 Flux de courant.
 Température.
 Tension de cellule/monobloc.
 Valeur ohmique de cellule/monobloc
6
Par ailleurs le système permettra d'afficher les graphes suivants, soit localement sur le poste
dédié au système dédié à la supervision, soit à distance via un système de communication :
 Historique de mesure détaillée jour par jour pour chaque bloc,
 Historique des mesures moyennes pour chaque bloc sur les 4 derniers mois,
 Tendance sur une année de fonctionnement pour les valeurs monitorées,
 Courbes de décharge présentant par chantier/branche permettant de comparer tout bloc
au meilleur et au pire bloc par branche.
L'affichage permettra d’identifier les cellules ou monoblocs individuellement sur l’écran de
manière interactive.
Tous les graphes doivent être imprimables soit individuellement ou collectivement.
3.3
Conditions requises pour le logiciel et capacités de communication
Il fonctionnera automatiquement et continuellement sans l’intervention de l’opérateur et
affichera toutes les fonctions d’alarmes comme décrit ci-dessus par un affichage visuel si
connecté ou à travers un réseau.
Le système de supervision devra communiquer avec d’autre système par les moyens suivants :
 Via une sortie VGA dans le but de connecter un écran VGA ou une interface écranclavier-souris,
 Via un système d’alarme sonore locale, avec report en dehors du local où est installé le
BHM.
 Via un réseau Ethernet pour permettre la communication du statut sur d’autres
ordinateurs en utilisant un navigateur internet et/ou des remontées d'alarme SNMP.
3.4
Tranche ferme
La tranche ferme concerne la supervision de deux chantiers batteries, parmi les quatre, de la
chaîne électrique IT 1 du bâtiment Vil2 du CC.
La prestation, en conformité avec le présent cahier des charges, comprendra :

La fourniture d'un système de supervision comprenant l'ensemble du matériel, logiciel,
câblage et autres composants pour permettre une collecte fiable et en sécurité des
données de batteries, ainsi que l'affichage des données enregistrées et des alarmes,

L'installation et le raccordement du système de monitoring. Le nettoyage et la remise en
état du local batteries et de son accès,

La mise en service du système de supervision et de ses fonctionnalités,

La formation des futurs utilisateurs du CC.
3.5
Tranche conditionnelle
La tranche conditionnelle concerne la supervision des deux autres chantiers batteries de la
chaîne électrique IT 1 du bâtiment Vil2 du CC.
La prestation, en conformité avec le présent cahier des charges, comprendra :

L'extension du système de supervision aux deux autres chantiers batteries de la
chaîne 1, comprenant l'ensemble du matériel, logiciel, câblage et autres composants
7
pour permettre une collecte fiable et en sécurité des données de batteries, ainsi que
l'affichage des données enregistrées et des alarmes,

L'installation et le raccordement du système de monitoring sur les chantiers non éuipés
de la chaîne 1. Le nettoyage et la remise en état du local batteries et de son accès,

La mise en service du système de supervision et de ses fonctionnalités sur l'ensemble
de la chaîne 1.
Si cette tranche est affermie, elle le sera par un ordre de service émis courant du 1er semestre
2017 par le Centre de Calcul de l’IN2P3 du CNRS. Il précisera également la date de début
d’éxécution de cette tranche.
3.6
Prestations supplementaires éventuelles
Le prestataire proposera en prestations supplémentaires éventuelles, un essai en décharge des
batteries, ceci pour chaque chaîne électrique.

Un essai en décharge lente, c’est-à-dire sur le niveau de puissance actuelle de la chaîne
électrique concernée,

Un essai en décharge rapide sur un banc d'essai mis à disposition par le prestataire.
Ce ou ces essais permettront également de valider le bon fonctionnement du BHM. UN délai
minimum d'une semaine sera prévu entre chaque essai pour garantir une recharge correcte des
batteries.
4 PREVENTION DES RISQUES
Les prestations s’effectueront uniquement après la rédaction et la signature d’un Plan de
Prévention :
 Le titulaire du marché fournira tous les documents nécessaires à sa rédaction. Il
procédera à une visite préalable et acceptera sans surcoût la mise en place des
mesures préventives ou conservatoires.
 Le titulaire sera responsable de la sécurité de son chantier/intervention et veillera à
respecter toutes les règles en vigueur.
 Le titulaire balisera et protègera les zones de danger.
 En cas de dégradation des biens et équipements du CC--IN2P3 ou des entreprises
intervenant de façon concomitante sur le site, le titulaire est responsable de leur remise
en état ou de leur remplacement.
5 PRESENTATION DE L'OFFRE
5.1
Présentation de l'offre et mémoire technique
Le candidat intègrera dans son offre :

Le mémoire technique,

La présentation commerciale de la société,

Une note méthodologique,

Le bordereau de prix joint à l’avis de publicité daté, signé,
8

Les attestations et habilitations des installateurs.
Les candidats préciseront obligatoirement dans leur mémoire technique les éléments
suivants (cadre de rendu à compléter en pièce jointe à remettre avec l'offre) :
5.2

Une vue d'ensemble du système préconisé (schéma, plan, diagramme …)

Les caractéristiques détaillées du système de supervision, notamment en termes de
consommation d'énergie. Les candidats renseigneront également le tableau ad-hoc
présenté dans le fichier « Cadre de réponse à compléter » joint à l’avis de publicité du
présent marché.

Un planning et mode opératoire détaillé (incidence sur le fonctionnement des chaînes
de production, durée d'indisponibilité des onduleurs le cas échéant)

L’aptitude du système à superviser l'ensemble des chantiers de batterie (11 à terme) du
bâtiment Vil2. Le candidat précisera les matériels et/ou adaptations nécessaires pour
permettre cette supervision.
Offre financière
Le candidat doit renseigner intégralement la rubrique « Offre financière » du document «Cadre
de réponse à compléter» joint à l’avis de publicité du présent marché.
6 DESCRIPTION DES INSTALLATIONS DE BATTERIES
6.1
Reportage photos locaux
Local batteries – Chaîne 1
9
Batterie pré équipée de cosse pour branchement du système de
supervision
Local batteries – Chaîne 2
10

2016 10 CCP Supervision batteries - Nouba

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