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7/28/2019 COURS_EDF

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Les Protections

Sommaire:

1/ Présentation des contraintes majeures sur les protections.

1.1/ Défaut entre phases.1.2/ Défaut monophasé.

1.3/ Tableau récapitulatif.

2/ Prises de mesures.

2.1/ Détection par seuil de courant (amperemétrique).2.2/ Protection wattmétrique.2.3/ Liaison transformateur HTB/HTA.

3/ Sélectivité

4/ Cycles d’ouvertures

Note G045 - AE-QMM 98 - 01 Mise à jour du 15/04/2013 /9

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1/ Présentation des contraintes majeures sur le réseau HTA.

MonophaséTypes de défauts: Triphasé

Biphasé

1.1/ Défaut entre phases

Défaut biphasé:

Données:

Zd = impédance de la ligne.

U= (Zd1 +Zd2) × Iccb

Iccb = 3 × E / 2Zd = 0,86 × E / 2Zd

Défaut triphasé:

Données:

Zd=impédance de la ligne

E =Zd × Icc

Icc(tri)= E/ Zd

Conclusion: Icc(tri) > Icc b

Afin d’assurer une protection fiable, les courants de défaut les plus faibles devront êtredétectés.

C’est pourquoi nos appareils de protections détectent le Iccb.


Zd1 Zd2

Iccb

Zd Zd

Icctri

Zd

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1.2/ Défaut monophasé

1.2.1/ Composante homoplaire:

• Dès l’apparition d’un défaut monophasé, une composante homopolaire intervient dans leréseau.

• Nous pouvons constater, sur le diagramme, l’apparition d’un décalage entre le point N et

N’, cet écart est caractéristique d’un défaut entre la terre et le neutre. Il symbolise la présence d’une composante homopolaire.

Notre intérêt sera de détecter cette composante homopolaire afin de se prémunir contreles défauts monophasés.Cette composante est relevée par la mesure du courant homopolaire, sa valeur dépend de la

longueur du conducteur et de la capacité entre ce dernier et la terre :

I0= 3×V×C0×ω

1.2.2/ Limitation du courant de court-circuit.

Afin de limiter le courant de court-circuit lors de ces défauts, des impédances de neutresont placées entre le neutre du transformateur est la terre.

Ces impédances sont adaptées en fonction du réseau.

Ex: Si le réseau est fortement capacitif, l’impédance de mise à la terre sera constituéed’inductances et d’une résistance.


Zn

V1

V2 V3

U21

U31

Vr

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1.2.3/ Tableau récapitulatif.

Contraintes Solutions

- Défaut entre phases

- Défaut entre phase et terre → Apparence

d’une composante homopolaire

- Fixer une tension entre les phases et la terre

- Défaut furtif - Défaut semi-permanent

- Défaut permanent

- Détection du courant de défaut le plus faibledans la ligne.

- Détection du seuil du courant homoplaire le plus faible.

- Impédance entre le neutre et la terre

- Système de déclenchement des disjoncteursen fonction de l’importance des défauts.

- Réglage du seuil de détection- Réglage des temps de déclenchement

2/ Prise de mesure.

2.1/ Détection par seuil de courant (amperemétrique).

• Si nous sommes en présence d’un défaut biphasé, quelles que soient les phases affectées, un

des relais R ϕ déclenchera en fonction du seuil de réglage.

Même en défaut biphasé la somme vectorielle des courants = 0

Iph1 = - Iph2

• Si la somme vectorielle des courants est différente de zéro:

Cela signifie qu’il y a défaut entre une phase et la terre.


Zn

R ϕ R ϕRh

1

2

3

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• Sur le schéma du principe de mesure, nous constatons la présence d’un courant, due au

déséquilibre crée par le défaut, entre le point neutre (sortie R ϕ) et la terre. En fonction du

seuil de réglage le relais Rh déclenchera.

Avec Ir = 3I0 = I1 + I2 + I3

• Les mesures indiquées ci-dessus sont utilisées sur les protections amperemétriques.

2.2/ Protection Wattmétrique.

2.2.1/ Principe:

Le principe est de mesurer la tension homopolaire et le courant homopolaire afind’obtenir la puissance.

Vr= V1 + V2 + V3 = 3V0

Sur les départs le courant homopolaire se mesure par l’intermédiaire d’un tore,englobant les trois phases.

Sur les arrivées la détection des courants est assurée par un transformateur de courantsur chaque phase. L’appareil mesure le Ih par une liaison sur le neutre crée par le branchementen étoile des TC.

Si la somme des courants est différente de 0, l’appareil détectera une puissance activedu défaut.

Cette puissance résiduelle sera notée Pr:

Pr= Vr Ir Cosϕ

2..2.2./. Les avantages du Pwh:

Ce système de mesure, permet de détecter:


N’

N

I2

I1

I3

Idéfaut

V1 V2 V3

Vr

Mesure deVr

Système dénomméGTR

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- La composante active du courant de défaut.

- Le sens d’écoulement du courant homopolaire lors d’un défaut.

Nécessité de contrôler: La composante active du défaut:

• Dans le cas d’un courant de charge sur un départ, où la charge est très inductive.

Lors d’un défaut sur le réseau, sachant que notre départ est saint, le module du

courant de défaut est Id1.

Lors d’un défaut sur le départ, le module du courant de défaut est Id2.

Id2 < Id1

• D’autre part Id1 est constituer de composantes active et réactive,

alors que Id2 est simplement un courant réactif.

Face au cas présent, le système de protection devra déclencher pour Id2.

Ceci n’est donc pas réalisable par un PAH

Nécessité de contrôler : Le sens d’écoulement du défaut:

Afin de connaître si le départ est sain, le sens de circulation du défaut permetd’attribuer un signe + ou - à la puissance relevée.

Sur un départ sain le courant de défaut est orienté vers l’arrivée, la puissance Pr> 0.

Sur un départ en défaut le courant détecté est orienté vers la charge, la puissance Pr < 0.


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2.2.3. Sens d’écoulement des courants homopolaires

2.2.4 Zones de détections

2.3/ Liaison transformateur HTB/ HTA


Zn

Pr- Pr

Qr

Sw

0,925 sw

75°78°

Sr / -Pr = 4 (78°)

Sr / -Pr= 5 (78°)Puissanceréactiverésiduelle(positive)

Puissanceactiverésiduelle(négative)

Zone deDétection certaine

Zone de non-détection

Zone de précision

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• Ces prises de mesures sur la liaison neutre à la terre, assurent la protection homopolaire etthermique.

Celles-ci provoquent l’ouverture sur l’arrivée et les protections de la HTB.

• La mesure des phases sert à déclencher lors d’un défaut entre phases, le réglage est réalisé

pour 2*In(transformateur).

• Une détection de la continuité de mise à la terre s’opère par le relevé d’une tension aux

bornes de la bobine. Celle-ci donne l’image du courant de fuite permanent enfonctionnement normal.

3/ Sélectivité

Afin de s’assurer qu’il y a sélectivité, nous devons vérifier la coordination entre lesseuils de déclenchement des protections sur les Arrivées et les départs.

Pour réaliser le réglage des protections suivez l’ordre suivant :

- Les départs : régler Ir et Ior.

- Les Arrivées : Ir > 1,6× In(transfo).

Ior= 1,2 × Ior(départ maxi)βRelais de temps= T arrivée =T départ +0,7 s

- Les transformateurs : Ir=2 × In (transfo)

- Ior=1,2 × Ior (arrivée maxi)

- T= Tarrivée + 0,3s

Pour assurer un processus de déclenchement cohérent, il faut appliquer :

- Une sélectivité Amperemétrique.- Une sélectivité Chronométrique.


Zn

Tc

C

AB

Bushing

Versdisjoncteur HTB etHTA

Tempo

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- D’après le manuel B61-222, vérifier la bonne coordination desappareils.

4/ Cycles d’ouvertures.

En fonction des caractéristiques des défauts les automates feront une sélection, afin delimiter les coupures et d'éliminer si possible toute nuisance sur le réseau.

Ex :- Défaut auto-extincteur : durée du défaut < 100 ms- Défaut fugitif : Durée de mise hors tension = 300 ms

Afin de déioniser l’air.- Défaut semi-permanent : 2° déclenchement 0,5s après apparition

du défaut

Coupure de 15 à 30s.Ce cycle peut être suivit d’un deuxième cycle.- Défaut permanent : déclenchement 0,5s après la procédure

précédente.

Photocopie p :53 b61-21

Photocopie p : 65 b61-21


CoupuresBrèves

Coupureslongues

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