ISO 8528-4:2005
(Main)Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets — Part 4: Controlgear and switchgear
Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets — Part 4: Controlgear and switchgear
ISO 8528-4:2005 specifies the criteria for controlgear and switchgear for generating sets with reciprocating internal combustion engines. It applies to Alternating Current (a.c.) generating sets driven by Reciprocating Internal Combustion (RIC) engines for land and marine use excluding generating sets used on aircraft or to propel land vehicles and locomotives. For some specific applications (e.g. essential hospital supplies and high-rise buildings), supplementary requirements may be necessary. The provisions of ISO 8528-4:2005 should be regarded as a basis for establishing any supplementary requirements. For generating sets driven by other prime movers (e.g. steam engines) ISO 8528-4:2005 should be regarded as a basis for establishing these requirements.
Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion interne — Partie 4: Appareillage de commande et de coupure
L'ISO 8528-4:2005 spécifie les critères relatifs à l'appareillage de commande et de coupure pour les groupes électrogènes entraînés par moteurs alternatifs à combustion interne. L'ISO 8528-4:2005 est applicable aux groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion interne utilisés pour des applications terrestres et marines, à l'exclusion des groupes électrogènes utilisés à bord des aéronefs ou pour la propulsion de véhicules terrestres et de locomotives. Pour des applications particulières (par exemple alimentation principale d'hôpitaux, immeubles de grande hauteur), des exigences supplémentaires peuvent être nécessaires. Il convient alors de prendre les dispositions de l'ISO 8528-4:2005 comme base pour établir ces exigences supplémentaires. Pour les autres machines d'entraînement de type alternatif (par exemple les moteurs à vapeur), il convient de prendre les dispositions de l'ISO 8528-4:2005 comme base pour établir ces exigences.
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INTERNATIONAL ISO
STANDARD 8528-4
Second edition
2005-06-01
Reciprocating internal combustion
engine driven alternating current
generating sets —
Part 4:
Controlgear and switchgear
Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs
alternatifs à combustion interne —
Partie 4: Appareillage de commande et de coupure
Reference number
ISO 8528-4:2005(E)
©
ISO 2005
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ISO 8528-4:2005(E)
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ii © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 8528-4:2005(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Other regulations and additional requirements. 2
4 General equipment requirements. 2
4.1 Mounting . 2
4.2 Construction. 2
4.3 Operating voltage. 2
4.4 Rated frequency . 2
4.5 Rated current. 2
4.6 Control circuit voltage. 3
4.7 Starter battery systems . 3
4.8 Environmental conditions. 3
4.9 Enclosure and degree of protection . 3
5 Generating set switchgear . 4
5.1 General. 4
5.2 Load-switching devices. 5
5.3 Fault current ratings . 5
5.4 Cables and interconnections. 5
5.5 Generator protection . 5
6 Control modes. 6
6.1 General. 6
6.2 Hand start/hand stop . 6
6.3 Local electric start/hand stop . 6
6.4 Local electric start/electric stop . 6
6.5 Remote start/electric stop. 6
6.6 Automatic start/automatic stop . 6
6.7 Start on demand. 6
6.8 Standby-to-mains control. 6
6.9 Dual mutual standby control . 7
6.10 Triple mutual standby control. 7
6.11 Dual mutual standby-to-mains control . 7
6.12 Parallel operation . 8
6.13 Means of stopping . 10
7 Generating set monitoring . 10
7.1 General. 10
7.2 Electrical instrumentation. 10
7.3 Electrical protection and supervisory control . 10
7.4 Engine protection system . 14
7.5 Engine instrumentation. 14
Bibliography . 18
© ISO 2005 – All rights reserved iii
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ISO 8528-4:2005(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 8528-4 was prepared by Technical Committee ISO/TC 70, Internal combustion engines.
This second edition cancels and replaces the first edition (ISO 8528-4:1993), which has been technically
revised.
ISO 8528 consists of the following parts, under the general title Reciprocating internal combustion engine
driven alternating current generating sets:
— Part 1: Application, ratings and performance
— Part 2: Engines
— Part 3: Alternating current generators for generating sets
— Part 4: Controlgear and switchgear
— Part 5: Generating sets
— Part 6: Test methods
— Part 7: Technical declarations for specification and design
— Part 8: Requirements and tests for low-power generating sets
— Part 9: Measurement and evaluation of mechanical vibrations
— Part 10: Measurement of airborne noise by the enveloping surface method
1)
— Part 11: Rotary uninterruptible power systems — Performance requirements and test methods
— Part 12: Emergency power supplies to safety services
1) Part 11 will be published as ISO/IEC 88528-11.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 8528-4:2005(E)
Reciprocating internal combustion engine driven alternating
current generating sets —
Part 4:
Controlgear and switchgear
1 Scope
This part of ISO 8528 specifies the criteria for controlgear and switchgear for generating sets with
reciprocating internal combustion engines.
It applies to Alternating Current (a.c.) generating sets driven by Reciprocating Internal Combustion (RIC)
engines for land and marine use excluding generating sets used on aircraft or to propel land vehicles and
locomotives.
For some specific applications (e.g. essential hospital supplies and high-rise buildings), supplementary
requirements may be necessary. The provisions of this part of ISO 8528 should be regarded as a basis for
establishing any supplementary requirements.
For generating sets driven by other prime movers (e.g. steam engines), this part of ISO 8528 should be
regarded as a basis for establishing these requirements.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 6826, Reciprocating internal combustion engines — Fire protection
2)
ISO 8528-1 , Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets — Part 1:
Application, ratings and performance
2)
ISO 8528-5 , Reciprocating internal combustion engine driven alternating current generating sets — Part 5:
Generating sets
IEC 60034-1, Rotating electrical machines — Part 1: Rating and performance
IEC 62271-200, A.C. metal-enclosed switchgear and controlgear for rated voltages above 1 kV and up to and
including 52 kV
IEC 60439-1, Low-voltage switchgear and controlgear assemblies — Part 1: Type-tested and partially type-
tested assemblies
IEC 60947-1, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 1: General rules
2) ISO 8528-1 and ISO 8528-5 are under revision.
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ISO 8528-4:2005(E)
3 Other regulations and additional requirements
For a.c. generating sets used on board ships and offshore installations which have to comply with rules of a
classification society, the additional requirements of the classification society shall be observed. The
classification society shall be stated by the customer prior to placing the order.
For a.c. generating sets operating in non-classified equipment, any additional requirements are subject to
agreement between the manufacturer and customer.
If special requirements from any other regulatory authority (e.g. inspecting and/or legislative authorities) have
to be met, the authority name shall be stated by the customer prior to placing the order.
Any additional requirements shall be subject to agreement between the manufacturer and customer.
4 General equipment requirements
4.1 Mounting
Switchgear, controlgear and monitoring equipment may be mounted on or off the generator set and in one or
more cubicles.
4.2 Construction
The equipment shall be constructed in accordance with the following requirements:
a) for rated voltages up to 1 kV, IEC 60439-1 applies;
b) for rated voltages from 1 kV to 52 kV, IEC 62271-200 applies.
4.3 Operating voltage
The definition of operating voltage is given in IEC 60439-1 and IEC 62271-200.
4.4 Rated frequency
The operational frequency of the switchgear and controlgear shall be the same as the rated frequency of the
generating set.
The frequency shall lie within the limits specified in the relevant IEC standards for the incorporated
components. Unless otherwise stated, the acceptable operating limit values shall be assumed to comply with
the requirements of Clause 16 of ISO 8528-5.
4.5 Rated current
The rated current of the switchgear assembly shall be stated, taking into account the ratings of all components
of electrical equipment in the main circuit within the assembly, their disposition and application.
This current shall be carried without the temperature rise of any of its parts exceeding the limits specified in
IEC 60439-1 and IEC 62271-200.
If the switchgear assembly consists of multiple main circuits, derating shall be carried out, taking into account
the maximum sum of the actual currents at any one time.
The voltage variations during operation of the generator shall be taken into account when determining the
rated current of the equipment (see 12.3 of IEC 60034-1).
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ISO 8528-4:2005(E)
4.6 Control circuit voltage
A voltage of less than 250 V shall be used. The following voltages are recommended:
3)
a) for alternating current: 48 V, 110 V, 230 V, (250 V) ;
b) for direct current: 12 V, 24 V, 36 V, 48 V, 110 V, 125 V.
NOTE Limits of control supply variation should be taken into account to ensure correct operation of control circuit
devices.
4.7 Starter battery systems
If the engine is to be started electrically, heavy-duty starter batteries of adequate capacity for the duty
considered shall be used and allowance made for the ambient temperature at which they are expected to
operate.
Partial voltages shall not be taken from the battery unless the battery will be equalized.
If the control circuitry is also connected to the starter battery, then the battery shall have sufficient capacity for
reliable operation of the control equipment under all conditions, even when cranking the engine (see 4.6).
For batteries which are always connected in parallel to the consumers, and which are discharged only in case
of power failure or peak current demand, a static charger adapted for consumer feeding shall be used.
Such a charging device shall have sufficient output to provide the control system standing load current in
addition to the necessary charging current for recharging the battery within an adequate time.
When the RIC engine is equipped with a mechanically driven battery-charging generator, recharging of the
battery shall be executed within a reasonable engine running time. When such a battery-charging generator is
provided, the static charger may supply the control system with only a standing load current and provide an
adequate float charge current.
The charging equipment shall be selected so that no damage is caused to control relays and solenoids
connected across the battery by occasional over-voltage during charging.
Starter motor cables shall be dimensioned for a total cable voltage drop, while cranking the engine, not
exceeding 8 % of the nominal battery voltage.
4.8 Environmental conditions
Normal service conditions are specified in IEC 60439-1 and IEC 62271-200.
Where there are deviations from the normal service conditions, they shall be complied with or special
agreements shall be made between the manufacturer and customer.
The customer shall inform the manufacturer if such exceptional service conditions exist.
In order to establish the ambient air temperature, the heat dissipation of other equipment installed in the same
room shall be considered.
4.9 Enclosure and degree of protection
The enclosure shall be determined and may be selected from requirements specified in IEC 60947-1. Degrees
of protection of persons against hazardous approach to live parts should be selected from IEC 62271-200.
3) Value not specified in IEC 38:1983, IEC standard voltages.
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ISO 8528-4:2005(E)
5 Generating set switchgear
5.1 General
Generating set switchgear includes all main circuit equipment of the generator incoming unit. If required, it
may be extended by the mains incoming unit and the associated distribution.
Typical generating set switchgear schemes are shown in Figure 1.
All components incorporated in the switchgear shall be adequately rated to suit the generator set operation
specified. They shall also be suitable, if required, for mains operation.
Type A: Sole generating Type B: Combined Type C: Combined Type D: Generating set
set switchgear generating set/mains generating set switchgear switchgear with remote COS
switchgear (preferably for with incorporated COS (preferably for standby to mains
parallel operation) (preferably for standby to duty)
mains duty)
Key
1 generating set incoming
2 generating set outgoing
3 generating set and/or mains incoming
4 associated distribution
5 mains incoming
6 associated distribution
7 mains supply
8 change Over Switching (COS) device (electrically or mechanically interlocked)
9 load distribution
10 mains supply distribution
Figure 1 — Generating set switchgear schemes
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ISO 8528-4:2005(E)
5.2 Load-switching devices
The current rating of load-switching devices shall be selected for compatibility with the continuous rating of the
4)
generator, taking into account the corresponding utilization (service) category demanded (usually AC-1) .
If the AC-1 rating is likely to be exceeded in service, the manufacturer’s specified making and/or breaking
capacity for the load-switching device should be considered.
The customer shall specify the number of poles required according to the requirements of the local supply
authority.
Where the ratings of the mains supply and generating set supply are dissimilar, then the change-over
switching device shall be matched to the respective load requirements.
5.3 Fault current ratings
During a specified short time, the switchgear and cables shall be capable of withstanding the prospective fault
current of the circuit in which they are located.
For a mains incoming unit incorporated in the switchgear, the customer shall give information about the short-
circuit conditions at the point of installation (see IEC 60439-1).
Short-circuit protection by a current-limiting switching device (e.g. High Rupture Capacity (HRC) fuse back-up
or current-limiting breaker) is permissible where appropriate. When such a current-limiting protection is used,
all components and interconnections downstream need only be selected for the rated conditional short-circuit
current.
5.4 Cables and interconnections
The temperature rise of cables and interconnections shall not exceed the maximum temperature limits of their
insulation material. Cables shall not be situated in such a way that transmitted heat dissipation would have a
detrimental effect on connected equipment, or on component parts in close proximity.
The voltage drop in interconnections shall meet the requirements for proper functioning for the intended use of
the installation.
Terminals shall be so designed that conductors and cables corresponding to the appropriate rated currents
can be connected.
Cables and busbars shall be adequately mechanically supported.
5.5 Generator protection
As far as possible, a standard protection arrangement should be used (see Table 1 and 7.2).
Consideration shall be given to the operational requirements of the generator when selecting the generator-
protection equipment (see IEC 60034-1).
The following information shall be given by the generator manufacturer:
a) the generator sustained short-circuit current (if any) with the corresponding time limit;
b) the sub-transient and transient reactances, together with the appropriate time constants; and
c) the transient voltage performance resulting from any specified step Ioad change.
4) See IEC 60947-4-1:2000, Low-voltage switchgear and controlgear — Part 4-1: Contactors and motor starters —
Electromechanical contactors and motor starters.
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ISO 8528-4:2005(E)
6 Control modes
6.1 General
Control modes are defined by the methods used for initiating the control sequence.
Table 1 gives guidelines on generating set protective and control devices.
6.2 Hand start/hand stop
The control of all functions is hand operated. This is used mainly on generating sets rated up to 20 kW and
usually does not include protective control.
6.3 Local electric start/hand stop
This is an extension of 6.2 incorporating an electric start. This design of generating set is often supplied
without protective control.
6.4 Local electric start/electric stop
This is an extension of 6.3 incorporating an electric stop. An electric stop is added primarily to facilitate the
inclusion of automatic protective control.
6.5 Remote start/electric stop
This is essentially a local electric start/electric stop but arranged so that the manually initiated start and stop
control is not located on or adjacent to the generating set. In cases where the manually derived signals are
initiated from a location where the set is inaudible or signal feed-back is not practical, an automatic protective
control shall be used.
6.6 Automatic start/automatic stop
With this type of control, starting or stopping the generating set is initiated by independently derived signals
without manual intervention.
Typical applications include mains-failure control, load-level control, time-clock control, liquid-level control and
thermostatic control.
Precautions shall be included to ensure adequately different switch-point values at ascending and descending
levels, temperatures, etc., to minimize too frequent generating set operation.
6.7 Start on demand
This is usually applied to a domestic installation where the generating set is the only source of power supply.
When the agreed minimum load is switched on, the generating set starts automatically and continues to run
until the connected load is switched off.
6.8 Standby-to-mains control
In the event of a complete mains failure or a voltage deviation outside defined limits, this type of control
generates a mains failure detection signal which stops the generating set automatically. The system is
similarly designed to stop the set and restore mains supply to the load after restoration of the mains to within
defined voltage and frequency limits.
6 © ISO 2005 – All rights reserved
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ISO 8528-4:2005(E)
In order to achieve this, as a minimum the following facilities shall be incorporated:
a) mains-failure detection;
b) engine start /stop sequential control;
c) protection hold-off timer;
d) change-over switching device control; and
e) duty selection switch, MANUAL /AUTO.
The following additional facilities may be incorporated:
f) start delay;
g) engine start repeater;
h) engine warm-up timer;
i) switch closure delay timer;
j) mains restoration timer;
k) engine stop delay at no-load speed;
l) battery-charger failure detection;
m) starter pinion repeater;
n) preheating system;
o) hours-run counter;
p) monitoring equipment for special characteristics of the connected network.
6.9 Dual mutual standby control
This is related to the automatic duty cycling of two generating sets, one of which is the duty set and the other
the standby to it. Duty change-over is controlled by a time clock, similar initiation or failure of the duty set itself.
The dual mutual standby arrangement is typically used for generating set continuously unattended operation.
6.10 Triple mutual standby control
This is where three generating sets operate in a similar mode to dual mutual standby control and the standby
sequence is usually selectable.
6.11 Dual mutual standby-to-mains control
This is the same as dual mutual standby control except that the load is normally supplied by the mains, and
the sequence described in 6.9 takes place in the event of a mains failure.
At satisfactory restoration of the mains supply, the load is normally, but not necessarily, returned to the mains
and the selected standby sequence restored.
A variation of this arrangement is possible when the generating sets are used in sequence as the prime power
supply in a dual mutual standby mode with the mains supply acting as standby.
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ISO 8528-4:2005(E)
6.12 Parallel operation
6.12.1 General
This is a multi-set installation, possibly in conjunction with a mains incomer, that implies parallel operation
(see 6.3.2 and 6.3.3 of ISO 8528-1).
Paralleling requires that the incoming generating set be synchronized, and this may be achieved either
manually or automatically. Synchronizing involves voltage and frequency adjustment to bring the incoming
machine into synchronism and phase with the existing system.
6.12.2 Manual operation
The following controls and instrumentation shall be available for manual synchronizing and parallel operation:
a) generating set circuit breaker;
b) contactor or load switch;
c) short-circuit protection;
d) voltage-adjusting device, if applicable;
e) frequency-adjusting device;
f) synchronizing lamps, zero voltmeter or synchroscope to indicate the grade of frequency slip and phase
location;
Switching-in has to be carried out so accurately that the "brightness" of lamp is not a sufficiently sensitive
guide. Synchronizing lamps should only be an additional equipment. If synchronizing lamps are used, a
multiple lamp combination should be connected so as to produce rotary light showing the state of
synchronization.
When a zero voltmeter is used, the voltage has to be matched before the frequency.
g) reverse-power protection;
h) active-power meter;
i) ammeter;
j) voltmeter.
The following controls and instrumentation are recommended:
k) double frequency meter (incoming set and bus);
l) double voltmeter (incoming set and bus);
m) active load-sharing control;
n) check synchronizing facility;
o) reactive-power meter;
p) reactive load-sharing control.
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ISO 8528-4:2005(E)
6.12.3 Automatic operation
The following controls and instrumentation shall be available for automatic synchronizing and parallel
operation:
a) remote-operated generating set circuit breaker or load switch having a corresponding short closing time;
b) short-circuit protection;
c) voltage-adjusting device, if applicable (for reactive load level correction);
d) frequency-adjusting device (for active load level correction);
e) automatic active load-sharing control;
f) reverse-power protection;
g) automatic synchronizer;
h) synchronizing mode selection switch, MANUAL /AUTO;
NOTE The use of a synchronizing mode selection switch necessitates the equipment listed in 6.12.2.
i) ammeter;
j) voltmeter;
k) active-power meter.
The following controls and instrumentation are recommended:
l) double frequency meter (incoming set and bus);
m) double voltm
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 8528-4
Deuxième édition
2005-06-01
Groupes électrogènes à courant alternatif
entraînés par moteurs alternatifs
à combustion interne —
Partie 4:
Appareillage de commande et de coupure
Reciprocating internal combustion engine driven alternating current
generating sets —
Part 4: Controlgear and switchgear
Numéro de référence
ISO 8528-4:2005(F)
©
ISO 2005
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ISO 8528-4:2005(F)
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Publié en Suisse
ii © ISO 2005 – Tous droits réservés
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ISO 8528-4:2005(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives . 1
3 Autres règlements et exigences supplémentaires. 2
4 Exigences générales pour l'appareillage . 2
4.1 Montage . 2
4.2 Construction. 2
4.3 Tension de fonctionnement. 2
4.4 Fréquence assignée . 2
4.5 Courant assigné. 2
4.6 Tension du circuit de commande. 3
4.7 Systèmes de batteries de démarrage . 3
4.8 Conditions d'environnement . 3
4.9 Enveloppe et degré de protection. 4
5 Dispositif de coupure pour groupes électrogènes . 4
5.1 Généralités . 4
5.2 Commutateurs de charge . 5
5.3 Caractéristiques du courant de défaut. 5
5.4 Câbles et interconnexions . 5
5.5 Protection de la génératrice . 5
6 Modes de commande . 6
6.1 Généralités . 6
6.2 Démarrage manuel et arrêt manuel. 6
6.3 Démarrage électrique local et arrêt manuel. 6
6.4 Démarrage électrique local et arrêt électrique .6
6.5 Démarrage à distance et arrêt électrique . 6
6.6 Démarrage automatique et arrêt automatique. 6
6.7 Démarrage à la demande . 6
6.8 Commande automatique sur défaut du secteur . 6
6.9 Groupes électrogènes de secours en duo (mode de secours en duo). 7
6.10 Groupes électrogènes de secours en triplet (mode de secours en triplet). 7
6.11 Groupes électrogènes en duo de secours de réseau (mode de secours de réseau en duo). 8
6.12 Fonctionnement couplé . 8
6.13 Dispositif d'arrêt. 10
7 Surveillance du groupe électrogène. 10
7.1 Généralités . 10
7.2 Instrumentation électrique. 10
7.3 Protection électrique et commande de surveillance. 10
7.4 Dispositif de protection du moteur. 14
7.5 Instrumentation du moteur . 14
Bibliographie . 18
© ISO 2005 – Tous droits réservés iii
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ISO 8528-4:2005(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 8528-4 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 70, Moteurs à combustion interne.
Cette deuxième édition annule et remplace la première édition (ISO 8528-4:1993), qui a fait l'objet d'une
révision technique.
L'ISO 8528 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Groupes électrogènes à courant
alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion interne:
— Partie 1: Application, caractéristiques et performances
— Partie 2: Moteurs
— Partie 3: Alternateurs pour groupes électrogènes
— Partie 4: Appareillage de commande et de coupure
— Partie 5: Groupes électrogènes
— Partie 6: Méthodes d'essai
— Partie 7: Déclarations techniques pour la spécification et la conception
— Partie 8: Prescriptions et essais pour groupes électrogènes de faible puissance
— Partie 9: Mesurage et évaluation des vibrations mécaniques
— Partie 10: Mesurage du bruit aérien par la méthode de la surface enveloppe
— Partie 11: Systèmes électriques alternatifs sans interruption — Exigences de performance et méthodes
1)
d'essai
— Partie 12: Alimentation électrique de secours de services de sécurité
1) L'ISO 8528-11 fera l'objet de la publication ISO/CEI 88528-11.
iv © ISO 2005 – Tous droits réservés
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NORME INTERNATIONALE ISO 8528-4:2005(F)
Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par
moteurs alternatifs à combustion interne —
Partie 4:
Appareillage de commande et de coupure
1 Domaine d'application
La présente partie de l'ISO 8528 spécifie les critères relatifs à l'appareillage de commande et de coupure pour
les groupes électrogènes entraînés par moteurs alternatifs à combustion interne.
Elle est applicable aux groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à
combustion interne utilisés pour des applications terrestres et marines, à l'exclusion des groupes électrogènes
utilisés à bord des aéronefs ou pour la propulsion de véhicules terrestres et de locomotives.
Pour des applications particulières (par exemple alimentation principale d'hôpitaux, immeubles de grande
hauteur), des exigences supplémentaires peuvent être nécessaires. Il convient alors de prendre les
dispositions de la présente partie de l'ISO 8528 comme base pour établir ces exigences supplémentaires.
Pour les autres machines d'entraînement de type alternatif (par exemple les moteurs à vapeur), il convient de
prendre les dispositions de la présente partie de l'ISO 8528 comme base pour établir ces exigences.
2 Références normatives
Les documents référencés ci-dessous sont indispensables à l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document référencé (y compris les amendements) s'applique.
ISO 6826, Moteurs alternatifs à combustion interne — Protection contre l'incendie
2)
ISO 8528-1 , Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion
interne — Partie 1: Application, caractéristiques et performances
2)
ISO 8528-5 , Groupes électrogènes à courant alternatif entraînés par moteurs alternatifs à combustion
interne — Partie 5: Groupes électrogènes
CEI 60034-1, Machines électriques tournantes — Partie 1: Caractéristiques assignées et caractéristiques de
fonctionnement
CEI 62271-200, Appareillage à haute tension — Partie 200: Appareillage sous enveloppe métallique pour
courant alternatif de tensions assignées supérieures à 1 kV et inférieures ou égales à 52 kV
CEI 60439-1, Ensembles d'appareillage à basse tension — Partie 1: Ensembles de série et ensembles
dérivés de série
CEI 60947-1, Appareillage à basse tension — Partie 1: Règles générales
2) L'ISO 8528-1 et l'ISO 8528-5 sont en cours de révision.
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ISO 8528-4:2005(F)
3 Autres règlements et exigences supplémentaires
Pour les groupes électrogènes à courant alternatif utilisés à bord des navires et des installations au large qui
doivent satisfaire aux règles d'une société de classification, les exigences supplémentaires de la société de
classification doivent être satisfaites. La société de classification doit être déclarée par le client avant la
passation de la commande.
Pour les groupes électrogènes à courant alternatif fonctionnant sur des équipements non classés, toute
exigence supplémentaire doit faire l'objet d'un accord entre le constructeur et le client.
Lorsque des exigences particulières émanant de toute autre autorité de réglementation (par exemple
d'organismes de contrôle et/ou d'agences gouvernementales) doivent être satisfaites, le nom de l'autorité
correspondante doit être déclaré par le client avant la passation de la commande.
Toute exigence supplémentaire doit faire l'objet d'un accord entre le constructeur et le client.
4 Exigences générales pour l'appareillage
4.1 Montage
Les appareils de coupure, de commande et de surveillance peuvent être montés sur ou à côté du groupe
électrogène et dans une ou plusieurs armoires.
4.2 Construction
L'appareillage doit être réalisé conformément aux exigences suivantes:
a) pour les tensions assignées jusqu'à 1 kV, la CEI 60439-1 s'applique;
b) pour les tensions assignées comprises entre 1 kV et 52 kV, la CEI 62271-200 s'applique.
4.3 Tension de fonctionnement
La définition de la tension de fonctionnement est donnée dans la CEI 60439-1 et dans la CEI 62271-200.
4.4 Fréquence assignée
La fréquence de fonctionnement des appareils de commande et de coupure doit être la même que la
fréquence assignée du groupe électrogène.
La fréquence des composants de l'appareillage doit se trouver dans les limites spécifiées dans les normes
CEI pertinentes. Sauf accord contraire, les valeurs limites des paramètres de fonctionnement doivent être
conformes aux exigences de l'ISO 8528-5, Article 16.
4.5 Courant assigné
L'intensité assignée du dispositif de coupure doit être déclarée en fonction des caractéristiques assignées de
tous les composants de l'équipement électrique du circuit principal, de leur disposition et de l'application.
Cette intensité doit être déterminée de sorte que les échauffements des différents composants ne dépassent
pas les limites spécifiées dans la CEI 60439-1 et la CEI 62271-200.
Si le dispositif de coupure est constitué de plusieurs circuits principaux, un déclassement doit être effectué en
tenant compte de la somme maximale des intensités réelles à tout moment.
Le courant assigné de l'appareillage doit être déterminé en tenant compte de la variation de tension pendant
le fonctionnement de la génératrice (voir la CEI 60034-1:1996, 12.3).
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ISO 8528-4:2005(F)
4.6 Tension du circuit de commande
Une tension inférieure à 250 V doit être utilisée. Les tensions suivantes sont recommandées:
3)
a) en courant alternatif: 48 V, 110 V, 230 V, (250 V) ;
b) en courant continu: 12 V, 24 V, 36 V, 48 V, 110 V, 125 V.
NOTE Il convient de prendre en compte les limites de variation de l'alimentation du circuit de commande, afin
d'assurer un fonctionnement correct des équipements du circuit de commande.
4.7 Systèmes de batteries de démarrage
Si le moteur doit être démarré électriquement, il faut utiliser des batteries de démarrage de capacité adéquate
pour le service envisagé, en tenant compte de la température ambiante à laquelle elles seront amenées à
fonctionner.
Il n'est pas permis de fractionner la tension des batteries sans qu'elles soient munies d'un dispositif
d'égalisation.
Si le circuit de commande est également connecté à la batterie de démarrage, la capacité de la batterie doit
être suffisante pour garantir le fonctionnement correct de l'appareillage de commande dans toutes les
conditions, même pendant le lancement du moteur (voir 4.6).
Les batteries qui sont reliées en permanence à la charge et qui ne se déchargent qu'en cas d'interruption de
puissance ou d'appel d'intensité de pointe, doivent être équipées d'un chargeur à poste fixe adapté au besoin.
Ce dispositif de charge doit avoir une capacité suffisante pour fournir la puissance nécessaire à l'appareillage
de commande et, en complément, assurer la recharge des batteries dans le temps imparti.
Lorsque le moteur alternatif à combustion interne entraîne un dispositif de charge de batterie, celui-ci doit être
capable de recharger les batteries dans un temps raisonnable après chaque démarrage. Lorsqu'un tel
dispositif de charge des batteries est fourni, le dispositif de charge à poste fixe peut se limiter à alimenter
l'appareil de commande et à assurer une charge d'entretien des batteries.
Le dispositif de charge doit être choisi de manière à garantir que les relais et solénoïdes de contrôle du circuit
de commande qui sont en parallèle avec la batterie ne seront pas détériorés par une surtension aux bornes
des batteries se produisant pendant la charge.
La section des câbles de démarrage du moteur doit être telle que la chute de tension au démarrage dans
l'ensemble du câblage ne dépasse pas 8 % de la tension nominale de la batterie.
4.8 Conditions d'environnement
Les conditions normales de fonctionnement sont spécifiées dans la CEI 60439-1 et la CEI 62271-200.
Lorsque les conditions de fonctionnement diffèrent des conditions normales de fonctionnement, les exigences
particulières doivent être satisfaites ou un accord particulier entre le constructeur et le client doit intervenir.
Le client doit informer le constructeur de l'existence de telles conditions de fonctionnement exceptionnelles.
Pour déterminer la température ambiante, il faut tenir compte de la dissipation de chaleur de tous les autres
équipements installés dans le local.
3) Cette valeur n'est pas spécifiée dans la CEI 38:1983, Tensions nominales de la CEI.
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ISO 8528-4:2005(F)
4.9 Enveloppe et degré de protection
L'enveloppe doit être déterminée et peut être choisie à partir des exigences de la CEI 60947-1. Il convient de
choisir le degré de protection des personnes contre l'approche dangereuse des parties actives d'après la
CEI 62271-200.
5 Dispositif de coupure pour groupes électrogènes
5.1 Généralités
Le dispositif de coupure pour groupes électrogènes comprend tous les équipements du circuit de puissance
de la génératrice. Si nécessaire, il peut être complété par les éléments du réseau et de la distribution
correspondante.
Des schémas types de dispositifs de coupure pour groupes électrogènes sont représentés à la Figure 1.
Tous les composants du dispositif de coupure doivent être dimensionnés pour être utilisés dans les conditions
de fonctionnement spécifiées. L'appareillage doit également être adapté, si nécessaire, pour le
fonctionnement du réseau.
Type A: Dispositif de Type B: Dispositif de Type C: Dispositif de Type D: Dispositif de coupure
coupure pour groupe coupure pour groupe coupure pour groupe pour groupe électrogène avec
électrogène isolé électrogène associé au électrogène avec dispositif dispositif de commutation
réseau (de préférence pour de commutation incorporé télécommandé (de préférence
fonctionnement couplé) (de préférence en secours en secours des réseaux)
des réseaux)
Légende
1 arrivée du groupe 6 distribution associée
2 départ du groupe 7 alimentation par le réseau
3 arrivée du groupe et/ou du réseau 8 dispositif de commutation (verrouillage électrique ou mécanique)
4 distribution associée 9 distribution de charge
5 arrivée du réseau 10 distribution de l'alimentation par le réseau
Figure 1 — Schémas des dispositifs de coupure pour groupes électrogènes
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5.2 Commutateurs de charge
Le courant assigné de tout commutateur de charge doit être compatible avec la puissance continue assignée
4)
de la génératrice, en tenant compte de la catégorie d'emploi exigée (généralement AC-1) .
Lorsque les caractéristiques de la catégorie AC-1 peuvent être dépassées en fonctionnement, il convient de
prendre en compte le pouvoir de fermeture et/ou de coupure spécifié par le fabricant du commutateur de
charge.
Le client doit spécifier le nombre de pôles requis en fonction des exigences du distributeur local d'énergie.
Lorsque les caractéristiques de l'alimentation par le réseau et par le groupe électrogène sont différentes, le
commutateur de charge doit être adapté aux exigences des charges correspondantes.
5.3 Caractéristiques du courant de défaut
Le dispositif de coupure et le câblage doivent être capables de supporter, pendant une courte durée spécifiée,
le niveau de courant de défaut présumé pour le circuit où ils sont placés.
Lorsqu'une arrivée du réseau est incorporée au dispositif de coupure, le client doit préciser les conditions de
court-circuit au point de branchement (voir la CEI 60439-1).
La protection contre les courts-circuits par un dispositif à limitation d'intensité (par exemple par un fusible à
haut pouvoir de coupure ou un disjoncteur à limitation d'intensité) est le cas échéant admise. Lorsque de tels
dispositifs de protection sont utilisés, tous les composants et interconnexions en aval ne doivent être
dimensionnés que pour le courant de court-circuit assigné du dispositif.
5.4 Câbles et interconnexions
La température des câbles et des interconnexions ne doit pas dépasser les limites maximales de température
de leurs isolants. Les câbles ne doivent se trouver à proximité immédiate d'aucun équipement qui pourrait
être endommagé par échauffement, et réciproquement.
La chute de tension dans les interconnexions doit satisfaire aux exigences relatives au bon fonctionnement
prévu pour l'installation.
Les bornes doivent être conçues de sorte que les conducteurs et les câbles correspondant aux courants
assignés appropriés puissent être branchés.
Les supports mécaniques des câbles et des barres omnibus doivent être convenables.
5.5 Protection de la génératrice
Il convient, dans toute la mesure du possible, d'utiliser une disposition normalisée des protections des
équipements (voir Tableau 1 et 7.2).
Lors de la sélection des équipements de protection de la génératrice, il faut tenir compte de ses
caractéristiques de fonctionnement (voir la CEI 60034-1).
Les données suivantes doivent être fournies par le fabricant de la génératrice:
a) courant de court-circuit permanent de la génératrice (s'il existe) et durée limite correspondante;
b) réactances transitoires et subtransitoires, avec constantes de temps correspondantes;
c) variations de tension transitoires après application brusque d'un palier de charge particulier.
4) Voir la CEI 60947-4-1:2000, Appareillage à basse tension — Partie 4-1: Contacteurs et démarreurs de moteurs —
Contacteurs et démarreurs électromécaniques.
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ISO 8528-4:2005(F)
6 Modes de commande
6.1 Généralités
Les modes de commande sont définis par les méthodes utilisées au début de la séquence de commande.
Le Tableau 1 donne des indications concernant les dispositifs de commande et de protection des groupes
électrogènes.
6.2 Démarrage manuel et arrêt manuel
Dans ce mode de commande, la commande de toutes les opérations est faite manuellement. Ce mode est
principalement utilisé pour les groupes électrogènes jusqu'à 20 kW et sans protection.
6.3 Démarrage électrique local et arrêt manuel
Il s'agit d'une extension du mode de commande défini en 6.2 comportant un démarrage électrique. Ce mode
est souvent utilisé pour les groupes électrogènes fournis sans protection.
6.4 Démarrage électrique local et arrêt électrique
Il s'agit d'une extension du mode de commande défini en 6.3 comportant un arrêt électrique. L'ajout d'un arrêt
électrique a principalement pour but de faciliter la mise en place d'une surveillance automatique.
6.5 Démarrage à distance et arrêt électrique
Ce mode de commande est comparable au mode de démarrage électrique local/arrêt électrique mais avec
une commande de démarrage et une commande d'arrêt manuel située ailleurs que sur le groupe électrogène.
Lorsque le groupe électrogène est inaudible de l'endroit d'où provient l'ordre manuel ou lorsque le signal de
retour de fonctionnement n'est pas réalisable, un dispositif de surveillance automatique doit être utilisé.
6.6 Démarrage automatique et arrêt automatique
Dans ce mode de commande, les commandes de démarrage et d'arrêt du groupe électrogène sont réalisées
par des signaux indépendants, sans intervention manuelle.
Les exemples types de ce mode de commande comprennent un signal automatique de défaut du secteur, une
commande de niveau de charge, une horloge de commande, une commande de contacteur de niveau de
fluide et une sonde thermostatique.
Des précautions doivent être prises pour définir de manière appropriée les variations de niveaux, de
températures, etc. afin de réduire la fréquence des interventions du groupe électrogène à sa valeur minimale.
6.7 Démarrage à la demande
Ce mode de commande s'applique généralement aux installations domestiques lorsque le groupe électrogène
est la seule source de puissance.
Lorsqu'une charge minimale convenue est connectée, le groupe électrogène démarre automatiquement et
continue à fonctionner tant que la charge n'est pas déconnectée.
6.8 Commande automatique sur défaut du secteur
Ce type de commande génère un signal de détection de défaut du réseau qui arrête automatiquement le
groupe électrogène en cas de coupure totale du réseau ou en cas de dépassement des limites définies de
tension. L'appareillage est conçu de la même façon pour arrêter le groupe électrogène et reconnecter le
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ISO 8528-4:2005(F)
réseau à la charge, lorsque celui-ci est remis en fonctionnement lorsque la tension et la fréquence sont
revenues dans les limites définies.
Pour atteindre ce but, les dispositifs suivants doivent au moins être intégrés:
a) un dispositif de détection des défauts du réseau;
b) une commande séquentielle de circuit marche/arrêt du moteur;
c) une minuterie d'effacement des sécurités;
d) une commande de basculement du dispositif de coupure;
e) un sélecteur de mode de fonctionnement, MANUEL /AUTOMATIQUE;
Les possibilités suivantes peuvent être incorporées en option:
f) une temporisation de démarrage;
g) un dispositif de répétition des démarrages;
h) une temporisation de préchauffage du moteur;
i) une temporisation de fermeture du dispositif de coupure;
j) une temporisation de reconnexion du secteur;
k) une temporisation d'arrêt du moteur tournant à vide;
l) une détection de défaut de charge des batteries;
m) un dispositif de redémarrage;
n) un dispositif de préchauffage;
o) un compteur d'heures de marche;
p) un équipement de surveillance des caractéristiques particulières du réseau alimenté.
6.9 Groupes électrogènes de secours en duo (mode de secours en duo)
Il s'agit de deux groupes électrogènes fonctionnant en cycle automatique, le groupe électrogène en service
supportant la charge, l'autre restant en secours du premier. Le groupe électrogène de secours est démarré et
supporte la charge sur l'ordre d'une horloge ou un dispositif équivalent ou suite à un défaut du groupe
électrogène en service.
Les groupes électrogènes faisant partie de telles installations sont généralement utilisés pour un
fonctionnement sans surveillance et de longue durée.
6.10 Groupes électrogènes de secours en triplet (mode de secours en triplet)
Il s'agit de trois groupes électrogènes fonctionnant d'une manière semblable à celle des groupes électrogènes
de secours en duo, avec la possibilité de choisir la séquence de secours.
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