Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique. Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique

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1 Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique Sélectivité Sensibilité Sécurisation 16/05/ /05/ Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique Un réseau de transport d énergie électrique fédère les moyens de production et rapproche les centrales des zones de consommation Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique Protections de ligne, Protections de barres, Plan de sauvegarde, Plan de défense. 16/05/ /05/ G G entrale nucléaire G G O O 400 k 400 k 400 k A 400 k 225 k F 63 k 225 k S PL d 63 k d 20 k 20 k d PL d RP 20 k Réseau RE PL PL S RP 16/05/ Le plan de protection pour réseau de transport d énergie électrique Structure en boucle; Structure en maille. Antennes passives 16/05/

2 Schéma N-1 En cas d indisponibilité d un ouvrage, le schéma N-1 permet d alimenter les usagers en sécurité et avec le niveau de qualité satisfaisant. l n est pas prévu de schéma de secours N-2. Les protections différentielles Elles assurent la protection principale d un ouvrage. e sont des protections de zone. Elles sont alimentées par des de classe protection. Les protections de ligne nécessitent des fils pilotes. 16/05/ /05/ La sensibilité Les protections de lignes doivent être capables de détecter les défauts pour tous les schémas d exploitation usuels Les protections différentielles Fils pilotes Zone protégée l faut donc utiliser des critères de détection peu sensibles à la P. 16/05/ Jdéfaut 16/05/ La sélectivité Sélectivité absolue ifférentielle de ligne ifférentielle de barres Sélectivité relative Mini Z et mini X Max de P o ébouclage de barres 16/05/ Les protections différentielles es protections présentent une sensibilité réduite pour les défauts à la terre. Elles ne peuvent pas assurer le secours d une protection située en aval. Elles doivent être associées à des protections plus sensibles et néanmoins sélectives telles que des relais à Maximum d intensité ou à minimum d impédance ainsi que des relais à maximum de puissance homopolaire. 16/05/

3 Les protections différentielles Les relais différentiels à pourcentage Elles détectent essentiellement les courts-circuits entre phases et les défauts à la terre peu résistants. Elles sont auto-sélectives (sélectivité absolue). F P% n Avec n = 5 A ou 1 A Le pourcentage dépend du type et du réglage de la protection Somme dissymétrique (SOLKOR): 20% <P< 40% suivant la phase 16/05/ /05/ Les protections différentielles Fils pilotes Les relais différentiels à pourcentage 1 Jdéfaut 57 A A A 1,4 Jdéfaut=1-'1 -'1 16/05/ % 10% 16/05/ A Les relais différentiels La sensibilité ' Jdéfaut Les protections différentielles FEEER 51,51N,67N MOM L B 16/05/ /05/

4 La loi de fonctionnement est indépendante de la puissance de court-circuit au point de mesure. Leur utilisation s impose sur les réseaux de transport où la puissance de court-circuit est susceptible de varier dans de grandes proportions. 16/05/ cc X''d X'd Xs Les impédances Les machines synchrones X d =10 % X d = 15 % Xs = 150 % Subtransitoire ransitoire Synchrone 80 ms 500 ms t 16/05/ n ls sont surtout utilisés pour détecter les défauts polyphasés. Lorsque le réseau est exploité avec un neutre direct à la terre, les mini Z peuvent détecter les défauts à la terre de faible résistance. ette fonction est réalisée en association avec une protection complémentaire plus sensible. 16/05/ U U X sin 16/05/ Les causes de variation de la puissance de court-circuit Nombre de groupes en service Schéma d exploitation aractéristique non linéaire des impédances de court-circuit des alternateurs. 16/05/ = = =15023 A B 63 k 1=238 A 2=231 A 3=461 A = =237 A 2 = =237 A 3 =2977 3=414 A 16/05/

5 A B t3 3eme stade 63 k eme stade 1er stade 4,27 2 déclenche en 2eme stade (0,5 s) A1 déclenche en 2eme stade (0,5s) B1 verrouille B2 errouille 16/05/ /05/ eme stade ZR A B 2 eme stade 1er stade Zs 63 k déclenche en 1er stade (0,1 s) B1 déclenche en 2eme stade (0,5s) A1 peut déclencher en secours (2eme ou 3eme stade) B2 errouille Nécessité d une accélération de stade entre 2 et B1 (A) 16/05/ /05/ A B 63 k déclenche en 1 er stade (0,1 s) B1 déclenche en 1 er stade (0,1s) A1 peut déclencher en 2eme stade (0,5s) B2 errouille 16/05/ RXAP Schlumberger Années Palier élecromécanique 16/05/

6 U 2. Zd Zi Zd Zi U 67N P442 MOM Palier numérique 16/05/ /05/ L impédance de service 0,9 s Zs 1,1 MAP ZdL 3 ZiL ZoL MAP : intensité maximale admissible en permanence Peut être remplacée par MAX correspondant à l intensité maximale de la charge qui ne sera jamais dépassée 3 3Rm 16/05/ /05/ Zd 16/05/ La détection des défauts à la terre z > Z L z < Zs 3 ZdL ZiL ZoL 3Rm 2 1 ZdL ZoL Rm 3 3 ause d erreur Zd L = Zi L 16/05/

7 La mesure de la distance La mesure de l impédance ne permet pas de déterminer la distance du défaut par rapport au point de mesure. Le paramètre 3Rm est une source d erreur importante. l est donc nécessaire d utiliser la mesure de la réactance. 16/05/ N 67w Les relais à maximum de puissance homopolaire La détection des défauts à la terre RW110 (Schlumberger) Années 60 Palier électromécanique 16/05/ Z( ) La sensibilité Zs z Rm( ) Les relais à maximum de puissance homopolaire La détection des défauts à la terre PoE=-1056 kw PoA=-1408 kw PoF=+2238 kw F G PoB=+2450 kw 250 A PoG =-2238 kw Po = kw 334 A 16/05/ /05/ La détection des défauts à la terre Les protections à minimum d impédance présentent une faible sensibilité. Elles doivent être associées à des protections complémentaires telles que des relais à Max de o ou des relais à maximum de puissance homopolaire. Le jeu de barres d un poste est l ouvrage stratégique du réseau Le traitement sélectif des défauts est indispensable Le traitement d un défaut jeu de barres est rapide 16/05/ /05/

8 Sélectivité logique ébouclage de barres Sélectivité logique ifférentielle de barres oc Alsthom Grid 16/05/ /05/ ébouclage de barres ifférentielle de barres Les cellules couplages et tronçonnement sont équipées de protections de distances bidirectionnelles PXJB Protection lente > 200 ms PXJB PXL PXJB PXL PXJB Assure le secours des protections de ligne A A + B + + =0 B Protection rapide < 100 ms Protection de zone PXL PXL 16/05/ /05/ Sélectivité logique ifférentielle de barres L L B B B B Protections communicantes 16/05/ /05/

9 Le plan de sauvegarde La perte d une ligne ou d un groupe peut créer sur le réseau une perte de stabilité susceptible de provoquer un effondrement du réseau. Pour palier à cet aléa, il est nécessaire de mettre en place un plan de sauvegarde comportant des manœuvres volontaires nécessaires au maintien des critères de stabilité du réseau (tension, fréquence). es manœuvres sont commandées par le dispatching. élestage sans critère de fréquence Blocages régleurs errouillage veille MU Etc. Le raccordement des réseaux industriels Antenne passive Protection générale du réseau industriel Protection de découplage des groupes Plan de tension Gestion du neutre HB Exigences imposées par le RE 16/05/ /05/ Le plan de défense e sont des manœuvres ultimes automatiques. élestage sur critère de fréquence lotage fréquencemètrique ébouclage sur pompage Antenne passive Une antenne est définie comme passive lorsque la P apportée par l ouvrage est négligeable devant la puissance de court-circuit du réseau. Référentiel RE 16/05/ /05/ Le raccordement des réseaux industriels Le réseau industriel ne doit pas perturber le processus d élimination des défauts sur le réseau HB. l ne doit pas dégrader la qualité du produit électricité sur le réseau de transport. Le plan de protection du réseau industriel doit respecter les principes de sensibilité et de sélectivité. Antenne passive une manière générale, les protections à l interface sont simplifiées. Protection à manque de tension éléaction en cas de défaut sur le réseau de transport A A MU Référentiel RE 16/05/ /05/

10 Le raccordement des réseaux industriels La limite de propriété est située en amont du sectionneur de ligne. La limite d exploitation dépend du statut du jeu de barres HB: Poste en antenne Poste en coupure Référentiel RE 16/05/

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