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DIRECTION DU TRANSPORT DE L’ÉLECTRICITÉ MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS DES R

DIRECTION DU TRANSPORT DE L’ÉLECTRICITÉ MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS DES RESEAUX SONELGAZ AOUT 2004 PHILREG MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 2 SOMMAIRE PAGE INTRODUCTION........................................................................................................: 4 I- PROTECTION PRINCIPALE DE DISTANCE DES LIGNES...............................: 6 1- REGLAGE DU DEMARRAGE.....................................................................: 6 2- REGLAGE DES ZONES DE MESURE.......................................................: 8 II- PROTECTION DE RESERVE DES LIGNES.......................................................: 12 1- REGLAGE DU DEMARRAGE.....................................................................: 12 2- REGLAGE DES ZONES DE MESURE.......................................................: 12 III- CAS PARTICULIER DU REGLAGE DES PROTECTIONS D'UN PIQUAGE.…...: 15 CAS - 1 -..........................................................................................................: 15 1- REGLAGE DU DEMARRAGE.......................................................…....: 18 2- REGLAGE DES ZONES DE MESURE......................................….......: 21 CAS - 2 -..........................................................................................................: 22 IV- PROTECTION DIFFERENTIELLE BARRES THT.............................................: 24 V- PROTECTION COMPLEMENTAIRE...................................................................: 29 VI- PROTECTION DE SECOURS............................................................................: 30 VII- PROTECTION DE DEFAILLANCE DISJONCTEUR..........................................: 30 VIII- DISPOSITIF DE REENCLENCHEMENT AUTOMATIQUE ..............................: 31 IX- DISPOSITIF DE LOCALISATION DE DEFAUT...................................................: 32 X- PROTECTION DIFFERENTIELLE LONGITUDINALE TRANSFORMATEUR......: 35 XI- PROTECTIONS A MAXIMUM DE COURANT DES TRANSFORMATEURS THT/HT/MT............................................................................................................: 37 1- PROTECTION COTE THT...........................................................................: 37 2- PROTECTION COTE HT............................................................................: 39 3- PROTECTION COTE MT.............................................................................: 39 XII- PROTECTION DE SURCHARGE THERMIQUE DES TRANSFORMATEURS…: 39 XIII- PROTECTIONS A MAXIMUM DE COURANT DES TRANSFORMATEURS HT/MT.................................................................................................................: 43 MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 3 1- PROTECTION COTE HT..........................................................................: 43 2- PROTECTION COTE MT...........................................................................: 45 3- PROTECTION DE NEUTRE MT..................................................................: 47 4- PROTECTION MASSE-CUVE.....................................................................: 47 5 PROTECTION DE TERRE RESISTANTE………….......................................: 47 XIV- PROTECTION DES DEPARTS MT...................................................................: 49 XV- PROTECTION MACHINES:...............................................................................: 50 XVI- FONCTIONNEMENT EN REGIME PERTURBE DU RESEAU..........................: 52 1- LES REPORTS DE CHARGE................................................................…...: 52 2- LA PERTE DE PRODUCTION............................................................…......: 43 3- LE FONCTIONNEMENT DU RESEAU A TENSION DEGRADEE.....….......: 54 4- LA PERTE DE STABILITE..................................................................…......: 55 5- PROTECTIONS DE SAUVEGARDE DU RESEAU...............................…....: 58 a- PROTECTION DE DELESTAGE...................................................…....: 58 b- RELAIS D'ASSERVISSEMENT DE PUISSANCE........................…......: 59 c- RELAIS DE RUPTURE DE SYNCHRONISME...........................….......: 60 d- RELAIS A MINIMUM DE TENSION.............................................…......: 60 MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 4 PHILOSOPHIE DE REGLAGE DES PROTECTIONS DES RESEAUX SONELGAZ INTRODUCTION: Le plan de protection SONELGAZ est conçu de façon à prévoir tous les équipements basse tension nécessaire qui permettent de protéger de façon sûre et sélective les lignes et les transformateurs contre tous les types de défauts. Aussi, il est élaboré une philosophie qui précise les paramètres de réglage et les fonctions à adopter pour définir harmonieusement les différentes priorités d'action entre les protections pour assurer une bonne sélectivité et garantir la continuité d'alimentation. Le calcul des réglages dépend de plusieurs paramètres à savoir: 1- Le type de réseau: • Réseau d'interconnexion. • Réseau de transport. • Réseau de répartition . • Réseau de distribution. 2- La topologie du réseau: • Ligne ordinaire dans un réseau maillé de transport ou de répartition. • Ligne longue reliant des postes disposant de lignes courtes. • Ligne en antenne. • Ligne en piquage. • Transformateur d'interconnexion THT/HT. • Transformateur HT/MT. 3- Le type de protection: • Protection de distance. • Protection différentielle. MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 5 • Protection à maximum de courant. • Protection de surcharge thermique. • Protection à maximum ou à minimum de tension etc...... 4- La technologie des protections: • Electromécanique. • Statique. • Numérique. 5- Le plan de protection: • Le premier plan de protection qui consiste à protéger les lignes 220 kV avec seulement une protection principale, une protection complémentaire et une protection de secours. • Le deuxième plan de protection dans lequel il est introduit en plus une protection de réserve et une protection de défaillance disjoncteur en maintenant une seule batterie pour tout le poste. • Le troisième plan de protection où on trouve une protection principale, une protection de réserve temporisée ( en monophasé ) par rapport à la principale, deux batteries 127V= , deux enroulements protection sur les TC, un réenclencheur de type série. • Le quatrième qui est actuellement en vigueur ne diffère du troisième que par la mise en fonctionnement parallèle des protections principale et de réserve avec un même réenclencheur de type parallèle. MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 6 I- PROTECTION PRINCIPALE DE DISTANCE DES LIGNES: Les protections de distance sont généralement caractérisées par un démarrage et une mesure de distance et de direction dont les réglages sont calculés compte tenu des caractéristiques de construction de la ligne et des rapports de transformation des réducteurs de mesure. Dans les nouvelles installations, ou celles qui ont été mises à niveau le choix des réglages sur les protections de distance principale 1 et 2, est identique. 1- REGLAGE DU DEMARRAGE: Parmi toutes les protections de distance des réseaux de répartition, de transport et d'interconnexion on rencontre trois types de démarrage: a- Le démarrage ampèremétrique dont le courant de réglage est choisi entre la valeur du courant de court-circuit minimal (biphasé) et le courant de surcharge maximal. ICH.MAX < IR < ICC.MIN Ce type de démarrage est adopté sur les protections des réseaux HT et THT dont les puissances de court-circuit sont élevées et assurent à tous les coups le fonctionnement des éléments de démarrage amperemétriques. b- Le démarrage impédancemétrique est d'application très répandue. Il est généralement réglé à 140 % de la longueur de la ligne pour assurer une protection de secours aux différents stades de mesure des protections du poste local et du poste en vis-à-vis. Dans le cas d'une ligne longue suivie d'une ligne courte, le réglage à 140 % de la longueur de la ligne longue n'est pas conseillé de peur de dépasser la zone de protection et d'engendrer des fonctionnements non sélectifs. On préconise à cet effet le réglage suivant pour la protection installée en A : A ZL1 B ZL2 C Zd = ZL1 + 40 % ZL2 MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 7 Le démarrage des protections installées sur les liaisons en antenne est choisi de façon à sensibiliser la protection même pour les défauts internes au transformateur: A ZL ZT Zd = ZL + ZT On notera que même si l'on démarre pour un défaut au secondaire du transformateur, les protections de ce dernier ont toujours le temps d'éliminer le défaut avant l'action du troisième stade de la protection de distance. Dans tous les cas de réglage, l'impédance de démarrage est ensuite comparée à l'impédance de service minimale ( qui correspond au régime de surcharge maximal de la ligne ) pour éviter les déclenchements intempestifs en régime de surcharge. ( Zd + 2 ) x 1.15 x ks x kz < Zs.min Avec : Zs.min = ( 0.9 x U )2 / S max ks = 1.3 à 1.5 : Coefficient de sécurité. kz : Rapport de transformation des impédances. 1.15 : Coefficient prenant en compte le cas d'un défaut biphasé. Smax : Puissance de transit maximale admissible sur la ligne. La partie gauche de l'inégalité ci-dessus représente l'impédance de service permise par le réglage choisi du démarrage. Dans le cas où cette condition n'est pas vérifiée , il y a lieu de choisir un autre réglage en adoptant un compoundage de la caractéristique du démarrage qui consiste à réaliser un déplacement fictif du point d'installation de la protection ( calcul de l'impédance image ). Soit la réduction de l'impédance de démarrage. Le terme ( Zd + 2 ) est l'impédance antipompage. La valeur 2 ohm est considérée suffisante pour que la protection différencie entre un pompage et un défaut. Les caractéristiques de démarrage sont de type circulaire, lenticulaire, polygonale ou elliptique. Elles peuvent être centrées ou décalées dans le diagramme R/X. Elles sont caractérisées par une portée avale réglable comme décrit ci-dessus et par une portée amont réglable entre 30 et 100 % de la portée avale. MANUEL DE REGLAGE DES PROTECTIONS 8 Il est préconisé de régler la même portée en aval et en amont (caractéristique centrée) dans le cas des lignes courtes ou moyennes non chargées. Par contre sur les lignes surchargées et les lignes longues on règle l'impédance amont entre 30 % et 50 % de l'impédance avale. L'action de la protection de distance, lorsque seulement le démarrage est sollicité, se fait pour toutes protections en 3e et 4e stades. Soit: T ≥ ≥ ≥ ≥ 1.2 Sec c- Le démarrage de type combiné U = f ( I ) utilisé dans le matériel SIEMENS. La zone de fonctionnement est une surface sur le repère ( U, I ) , délimitée sur l'axe des courants par la valeur minimale de fonctionnement 0.5 x IN et la valeur 3 x IN et ceci tant que la tension reste inférieure à 80 % de UN. Au delà de 3 x IN le fonctionnement ne dépend plus de la tension. Les valeurs habituellement adoptées pour ce cas de démarrage sont : U = 45 V I = 0.5 x IN Ces valeurs permettent d'avoir un démarrage pour peu que le défaut enregistre un affaissement de tension de 20 %, même avec un courant de défaut inférieur au courant nominal (Défauts très résistants). 2- REGLAGE DES ZONES DE MESURE: a- PREMIERE ZONE DE MESURE: La protection de distance n'est pas une protection sélective à 100 % comme c'est le cas d'une protection différentielle longitudinale. Les erreurs dues à la méconnaissance exacte des caractéristiques de la ligne, aux réducteurs de uploads/Ingenierie_Lourd/ philosophie-des-reglages-des-protections.pdf