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RACCORDEMENT D'UNE PRODUCTION DECENTRALISEEIMPACT SUR LE PLAN DE PROTECTION

Objet de l'tude

Dterminer, compte tenu du plan de protection contre les courts-circuits entre phases, le type deprotections ampremtriques installer (classique ou directionnelle) ainsi que les plages derglage des protections suivantes et le cas chant le schma de raccordement . Les protections tudier sont de deux types :

gnrale NFC 13-100 du site raccorder, ampremtrique de phase du dpart HTA de raccordement du site

raccorder.

A) Hypothses et modlisation

Le calcul des courants de court circuit triphass et biphass apports par les machines dans lergime transitoire sera fait selon la norme CEI 60-909.

Modlisation des sources HTB et gnrateurs :

Lapport de courant de court-circuit de lalimentation HTB est considr comme constant etcorrespondant au minimum de Pcc disponible dans les diffrents schmas dalimentation destransformateurs HTB/HTA .

Les gnrateurs sont modliss selon deux types de machine avec les caractristiques suivantes:

machine synchrone : puissance nominale Sn ractance subtransitoire x''d ractance inverse xi

facteur de puissance cos n

machine asynchrone : puissance nominale Sn rapport Id/In nombre de paires de ples facteur de puissance cos n

Cas particulier des producteurs oliens :

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Les arognrateurs sont classs en 6 familles reprsentatives des diffrentes technologiesexistantes. Ces familles sont dfinies dans le document Mode demploi des fiches de collecte derenseignements pour une tude exploratoire ou dtaille (avec ou sans Proposition Technique etFinancire) dans le cadre du raccordement d'une centrale de production de plus de 250 kVA aurseau HTA disponible sur notre site Internet. Les hypothses de modlisation suivantes sontretenues :

Eoliennes de Famille type 1

Elles se modlisent comme des machines synchrones. Eoliennes de Familles types 2 et 3

Elles se modlisent comme des machines asynchrones. Pour la famille 3, on ralise ltudeavec la machine donnant le plus grand produit Sn x Id/In (normalement il sagit de lamachine de plus forte puissance).

Eoliennes de Famille type 4

Chaque constructeur sera analys sur la base de rapport dessai ou de simulation fournispar le producteur et sera modlis soir par une machine asynchrone, soit une machinesynchrone.

Si le producteur ne fournit pas lapport de puissance de court-circuit, on modlise chaquearognrateur par une machine asynchrone avec les caractristiques fournies.

Eoliennes de Famille type 5

Pour la famille 5, on ralise ltude avec les caractristiques propres de la machine, cest dire sans tenir compte de limpdance denroulement rotorique que peut rajouter ledispositif coupl au rotor.

Eoliennes de Famille type 6

Par la prsence du convertisseur statique de puissance plac en amont de la machine cesgnrateurs sont modliss suivant les prconisations faites par la CEI 60-909 pour lesmoteurs convertisseurs statiques rversibles pouvant fonctionner au freinage parrcupration dnergie.

NB : Dans des cas particuliers de dispositions de contrle des courants, non prvues dansles modles de la CEI 60-909 les machines peuvent tre modlises diffremment dansl'tude de courant de court-circuit et dans l'tude de plan de protection car celles-ci serapportent des constantes de temps diffrentes. En effet, on considre :

l'ensemble du temps cumul d'application du dfaut dans l'tude Icc

seulement les premiers instants dans ltude du plan de protection.

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B) Protection gnrale C13-100 : dtermination de la solution de raccordement et rglage

Cette tude doit tre conduite pour le schma normal et secours HTA et poste source.

On calcule les courants de court-circuit pour les 3 cas de dfaut suivants :

dfaut 1 (Iccbi) : court-circuit biphas chez le producteur (en incluant son rseau HTA le plus

impdant), aucun autre producteur en service (calcul du courant Iccbivue par la protectionC 13-100). Ce calcul seffectue pour la PCCHTB minimum.

dfaut 2 (Icctri G) : court-circuit triphas sur le rseau au plus prs du point de livraison duproducteur, producteur tudier en service (calcul du courant Icctri Gvue par la protectionC 13-100).

dfaut 3 (Iccbi G) : court-circuit biphas sur le rseau au plus prs du point de livraison duproducteur, producteur tudier en service (calcul du courant Iccbi G vue par la protectionC 13-100)

N.B. : Pour les dfauts 2 et 3, le rseau HTB ne contribuant pas au courant de court-circuit

remontant au niveau de la protection C 13-100, la PCCHTB utilise na pas dinfluence.

Installation

IccbiIcctri GIccbi G

Protection gnrale

On vrifie qu'un rglage (Irglage) est possible en respectant les conditions suivantes :

Irglage< 0,8 Iccbi : condition essentielle de scurit, permet de garantir llimination des

courts-circuits les plus lointains dans linstallation du producteur.

Irglage1,3 IM : condition essentielle de fonctionnement, permet linjection de la

production sans dclenchement intempestif

Irglage1,2 IcctriG : vite les dclenchements non dsirs du disjoncteur gnral du poste

de livraison lors dun dfaut triphas sur le rseau HTA

Irglage1,2 IccbiG : vite les dclenchements non dsirs du disjoncteur gnral du postede livraison lors dun dfaut biphas sur le rseau HTA

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Irglage5 8 IB : vite les dclenchements non dsirs la mise sous tension

simultane de la totalit des quipements du site.

avec :

IB = des courants assigns des appareils susceptibles dtre mis simultanment soustension par le rseau, transformateurs lvateurs des machines compris,

IM: Courant maximal physiquement inject ou soutir sur le rseau HTA en rgimepermanentpar linstallation de production.

N.B. : pour les cas posant difficult (0,8 Iccbi< 5 8 IB)la valeur de 5 8 IBpeut tre rduite souslentire responsabilit du Producteur (risque de dclenchement intempestif).

Dtermination de la solution de raccordement

Si 1,3 IM > 0,8 Iccbi, le site avec le raccordement tudi ne pourra pas tre protg, il faut revoirla structure de raccordement.

Si 1,2 Max(IcctriG, IccbiG) > 0,8 Iccbi, la protection ampremtrique de phase rgle un seuil 0,8 Iccbi un rglage est possible mais certaines remises sous tension du sitepourront donner lieu au dclenchement non dsir du disjoncteur gnral du poste de livraison.

On suivra donc larbre de rglage suivant :

1,2 Max(IcctriG,IccbiG) < 0,8 Iccbi

Max(5 8 IB) < 0,8 Iccbi

Oui

Protection C13100

Max(5 8 IB; 1,3 IM; 1,2 IcctriG; 1,2 IccbiG)

Irglage0,8 Iccbi

Protection C13100

Irglage= 0,8 Iccbi

Risque dedclenchement non

dsir la mise soustension du site

Oui

Non

Non

Protection C13100de phase

Irglage= 0,8 Iccbi

Risque dedclenchement de laprotection gnralepour un court circuit

affectant un autredpart HTA

1,3 IM< 0,8 Iccbi

Oui

Non Restructuration duraccordement

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C) Protection du dpart du producteur : dtermination de la solution de raccordement etrglage

Cette tude doit tre conduite en schma dpart secourant pour le schma normal et secours duposte source, la Pcc HTB tant prise son minimum.

On calcule les courants de court-circuit pour les cas suivants :

dfaut 1 (Iccbi): court-circuit biphas au point le plus impdant du rseau en schma dpartsecourant (calcul du courant Iccbi apport par le poste source au niveau de la protectiondpart).

dfaut 2 (Icctri G) : court-circuit dfaut triphas sur les plages de raccordement au postesource dun autre dpart HTA, en schma dpart secourant (calcul du courant Icctri Gremontant au niveau de la protection dpart),

dfaut 3 (Iccbi G): court-circuit biphas sur les plages de raccordement au poste source dunautre dpart HTA, en schma dpart secourant(calcul du courant Icctri Gremontant au niveaude la protection dpart).

Pour ces trois calculs, le producteur tudi et les autres producteurs raccords sur le dpart HTAsont coupls. Seuls les producteurs raccords sur le dpart qui est secouru et autoriss produiresont coupls.

Les producteurs raccords sur les autres dparts sont dcoupls.

Installation

Iccbi

Icctri G

Iccbi G

Protection du dpart duproducteur

Dpart secouru

On vrifie qu'un rglage (Irglage) est possible en respectant les conditions suivantes :

Irglage

< 0,8 Iccbi

: condition essentielle de scurit, permet de garantir llimination des

courts-circuits les plus lointains sur le dpart secouru,

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Irglage1,3 Ip : condition essentielle de fonctionnement, permet linjection de la

production ou lalimentation des charges sans dclenchement intempestif,

Irglage1,2 Icctri G : vite les dclenchements non dsirs du dpart HTA lors dun court-

circuit triphas sur un autre dpart HTA,

Irglage1,2 IccbiG : vite les dclenchements non dsirs du dpart HTA lors dun court-

circuit biphas sur un autre dpart HTA.

avec : Ip= Courant de transit maximal en rgime permanent (en schmas normal et de secoursusuel HTA) sur le dpart (en absorption ou en refoulement de puissance).

Dtermination de la solution de raccordement

Si 1,3 Ip> 0,8 Iccbi,il y a aveuglement de la protection et le dpart ne pourra tre protg contreles court-circuits les plus lointains, le raccordement tudi n'est pas possible avec la structure dudpart HTA, il faut revoir les modalits du raccordement.

Si 1,2 IcctriG> 0,8 Iccbiil faut prvoir ladjonction dune protection directionnelle pour prvenir la

perte de slectivit et minimiser le risque de dclenchement non dsir en cas de dfautsur un autre dpart HTA.

NB : il faut galement s'assurer que I rglage est compatible avec les courants maximaux demagntisation des transformateurs HTA/BT mis sous tension par fermeture d'un appareil decoupure chez un utilisateur ou en rseau. On vrifiera donc que le courant maximal demagntisation (5 8 IB) des transformateurs mis simultanment sous tension par le dpartn'excde par Irglagedpart. Le cas chant, on pourra affiner l'tude par une simulationd'enclenchement de transformateur.

1,2 Max(IcctriG ; IccbiG) < 0,8 Iccbi

1,3 Ip< 0,8 Iccbi

Oui

Protection dpartNON directionnelle

Max(1,3 Ip; 1,2 IcctriG ; 1,2 IccbiG)

Irglage0,8 Iccbi

Raccordementinacceptable

Restructuration duraccordement

Raccordementinacceptable

Restructuration duraccordement

Oui

Non

Non

1,3 Ip< 0,8 Iccbi

Oui

Protection dpartdirectionnelle

1,3 IpIrglage0,8 Iccbi

Non