SÉLECTIVITÉ DES PROTECTIONS

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1 SÉLECTIVITÉ DES PROTECTIONS

2 OJECTIFS - Choisir un dispositif assurant une protection sélective pour les réseaux en antenne. - partir d un document constructeur, déterminer les réglages nécessaires au bon fonctionnement du dispositif de protection

3 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux PLN: 1. Techniques de sélectivité 2. Sélectivité mpèremétrique 3. Sélectivité chronométrique 4. Sélectivité logique 5. Sélectivité différentielle 6. Disjoncteurs spéciaux 7. Tableaux de correspondance

4 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 1 Techniques de sélectivité DÉFINITION Sélectivité : Il y a sélectivité des protections, si un défaut survenant à un point quelconque de l installation est éliminé par l appareil de protection placé immédiatement en amont de ce défaut et par lui seul.

5 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 1 Techniques de sélectivité DÉFINITION Sélectivité : Il y a sélectivité des protections, si un défaut survenant à un point quelconque de l installation est éliminé par l appareil de protection placé immédiatement en amont de ce défaut et par lui seul. Sélectivité

6 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 1 Techniques de sélectivité DÉFINITION Sélectivité : Il y a sélectivité des protections, si un défaut survenant à un point quelconque de l installation est éliminé par l appareil de protection placé immédiatement en amont de ce défaut et par lui seul. Pas de sélectivité

7 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 1 Techniques de sélectivité DÉFINITION Sélectivité : Il y a sélectivité des protections, si un défaut survenant à un point quelconque de l installation est éliminé par l appareil de protection placé immédiatement en amont de ce défaut et par lui seul. Deux techniques classiques fondées sur l utilisation de deux paramètres intervenant dans les appareils de protection : Intensité des courants de déclenchement sélectivité mpèremétrique Temps de déclenchement sélectivité chronométrique Une technique plus élaborée sélectivité logique

8 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 Sélectivité mpèremétrique Définitions des paramètres Réseau en antenne Irm : seuil de réglage du déclencheur magnétique du disjoncteur Icc : intensité maximale du courant de court-circuit au point Irm : seuil de réglage du déclencheur magnétique du disjoncteur Irm Icc Irm Icc Icc : intensité maximale du courant de court-circuit au point Situation du problème ssurer une protection sélective dans le cadre d un court-circuit survenant au point

9 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 1. Sélectivité totale 2. Sélectivité partielle t(s) Irm Icc Irm Icc I () 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

10 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 1. Sélectivité totale t(s) D D Irm Icc Irm Icc I () 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

11 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 1. Sélectivité totale t(s) D D Irm Icc Id Quelque soit la nature du court-circuit en, l intensité du courant ne peut atteindre le seuil Irm de déclenchement du disjoncteur I () Irm Irm Icc Icc Irm Icc Id Icc < Irm Sélectivité totale 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

12 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) D D Irm Icc Id Irm Icc Id I () Irm Icc 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

13 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) D D Irm Icc Id suivant la nature du court-circuit en, l intensité du courant peut atteindre le seuil Irm de déclenchement du disjoncteur Irm Icc Id I () Irm Icc 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

14 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) D D Irm Icc Id suivant la nature du court-circuit en, l intensité du courant peut atteindre le seuil Irm de déclenchement du disjoncteur Zone 1 Irm I () Irm Icc Id Zone 1 : seul le disjoncteur s ouvre Icc 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

15 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) D D Irm Icc Id suivant la nature du court-circuit en, l intensité du courant peut atteindre le seuil Irm de déclenchement du disjoncteur Z o n e 2 I () Irm Irm Icc Id Zone 2 : les disjoncteurs et s ouvrent Icc 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

16 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) D D Irm Icc Id suivant la nature du court-circuit en, l intensité du courant peut atteindre le seuil Irm de déclenchement du disjoncteur I () Irm Icc Irm Icc Id Icc > Irm Sélectivité partielle 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

17 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 Sélectivité mpèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : 2. Sélectivité partielle Réseau en antenne La sélectivité totale mpèremétrique est souvent impossible car l écart entre Icc et Icc est généralement insuffisant. Elle est partielle et limitée à l intensité de réglage magnétique du disjoncteur amont Domaine d utilisation Id Irm Icc Id Irm Icc Dans les cas où les courants de courts-circuits sont très différents aux niveaux et : Exemple : distribution T, les impédances des liaisons limitent les courants de courts-circuits

18 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 3 Sélectivité chronométrique Réseau en antenne Situation du problème ssurer une protection sélective dans le cadre d un court-circuit survenant au point

19 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 3 Sélectivité chronométrique Définitions des paramètres Réseau en antenne tnd: temps de non déclenchement du déclencheur magnétique du disjoncteur ttc : temps total de coupure du disjoncteur tnd : temps de non déclenchement du déclencheur magnétique du disjoncteur tnd ttc tnd ttc ttc : temps total de coupure du disjoncteur Chaque disjoncteur est défini pour un courant donné par : Un temps de non déclenchement (tnd) Un temps total de coupure (ttc)

20 3 Sélectivité chronométrique Sélectivité totale Réseau en antenne Technique qui repose sur le décalage temporel des courbes de déclenchement et qui se détermine graphiquement t(s) D tnd ttc tnd ttc ttc tnd I () 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

21 3 Sélectivité chronométrique Sélectivité totale Réseau en antenne Technique qui repose sur le décalage temporel des courbes de déclenchement et qui se détermine graphiquement t(s) D D tnd ttc tnd ttc I () 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

22 3 Sélectivité chronométrique Sélectivité totale Réseau en antenne Technique qui repose sur le décalage temporel des courbes de déclenchement et qui se détermine graphiquement t(s) D D tnd ttc tnd ttc Elle nécessite : tnd ttc I () L introduction de retardateur dans les systèmes de déclenchement Des disjoncteurs qui supportent les effets thermiques et électrodynamiques du courant pendant le temps de retard 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

23 3 Sélectivité chronométrique Sélectivité totale Réseau en antenne Technique qui repose sur le décalage temporel des courbes de déclenchement et qui se détermine graphiquement t(s) D D tnd ttc tnd ttc Elle nécessite : Temps de non déclenchement tnd ttc Temps total de coupure Seul s ouvre I () L introduction de retardateur dans les systèmes de déclenchement Des disjoncteurs qui supportent les effets thermiques et électrodynamiques du courant pendant le temps de retard Condition : si tnd > ttc il y a sélectivité chronométrique 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

24 3 Sélectivité chronométrique Sélectivité totale Réseau en antenne t(s) D D tnd ttc tnd ttc Limite de la technique Le nombre d étages de l antenne induit un cumul des temps de retard pour les disjoncteurs amonts ce qui diminue leur efficacité Temps de non déclenchement tnd ttc Temps total de coupure Seul s ouvre I () 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

25 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 Sélectivité logique D3 D2 D1 Relais logique 3 Relais logique 2 Principe chaque disjoncteur est associé un relais logique qui reçoit les informations «défaut» de capteurs. Un relais sollicité par un défaut envoie : Un ordre d attente à l étage amont Un ordre de déclenchement au disjoncteur auquel il est associé ( sauf s il a lui-même reçu un ordre d attente du disjoncteur aval) Relais logique 1

26 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 Sélectivité logique D3 D2 D1 Relais logique 3 Relais logique 2 Principe chaque disjoncteur est associé un relais logique qui reçoit les informations «défaut» de capteurs. Un relais sollicité par un défaut envoie : Un ordre d attente à l étage amont Un ordre de déclenchement au disjoncteur auquel il est associé ( sauf s il a lui-même reçu un ordre d attente du disjoncteur aval) Relais logique 1

27 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 Sélectivité logique D3 D2 Relais logique 3 Exemple Un défaut au point sera détecté simultanément par les trois relais : Le relais 1 met en attente le relais 2 et déclenche le disjoncteur 1 Le relais 2 met en attente le relais 3 Relais logique 2 D1 Relais logique 1

28 4 Sélectivité logique Exemple D3 Relais logique 3 D2 Un défaut au point sera détecté simultanément par les trois relais : Le relais 1 met en attente le relais 2 et déclenche le disjoncteur 1 Le relais 2 met en attente le relais 3 Relais logique 2 Domaine d utilisation D1 Sur l ensemble des réseaux, des principaux départs T jusqu à la HT Relais logique 1 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

29 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 Sélectivité différentielle Situation du problème ssurer une protection sélective dans le cadre d un défaut d isolement survenant au point Règle Pour une sélectivité totale il faut : 1. IΔn sensibilité du dispositif amont 2 x IΔn sensibilité du dispositif aval 2. Temps de déclenchement du dispositif amont > temps de déclenchement du dispositif aval DDR HS DDR MS DDR HS

30 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 Sélectivité différentielle IΔn=3 Retard 500ms Règle Pour une sélectivité totale il faut : 1. IΔn sensibilité du dispositif amont Exemple 2 x IΔn sensibilité du dispositif aval En : DDR-MS retardé (cran III) 2. Temps de déclenchement du En : DDR-MS retardé (cran II) dispositif amont > temps de déclenchement En C : DDR-MS retardé du dispositif (cran I) aval En D : DDR-HS instantané IΔn=1 Retard 250ms C IΔn=300m Retard 50ms D IΔn=30m instantané

31 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 Sélectivité différentielle IΔn=3 Retard 500ms Exemple de disjoncteur différentiel réglable : système HILIS IΔn=1 Retard 250ms Exemple En : DDR-MS retardé (cran III) En : DDR-MS retardé (cran II) En C : DDR-MS retardé (cran I) En D : DDR-HS instantané C IΔn=300m Retard 50ms D IΔn=30m instantané

32 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 Sélectivité différentielle IΔn=3 Retard 310ms IΔn=1 Retard 150ms Exemple En : DDR-MS retardé (cran III) En : DDR-MS retardé (cran II) En C : DDR-MS retardé (cran I) En D : DDR-HS instantané C IΔn=300m Retard 60ms D IΔn=30m instantané

33 6 Disjoncteurs spéciaux 1. Disjoncteur amont rapide sélectif (compact S ou S) t(s) D D Compact S Principe Un retardateur mécanique améliore la performance de la sélectivité ampèremétrique Compact S Irm instantané Irm retardé Icc Irm Icc I () Icc Irm retardé Irm instantané 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

34 6 Disjoncteurs spéciaux 1. Disjoncteur amont rapide sélectif (compact S ou S) t(s) D D Compact S Principe Un retardateur mécanique améliore la performance de la sélectivité ampèremétrique Compact S Irm instantané Irm retardé Icc Zone 1 I () Icc Irm retardé Irm instantané Irm Icc Zone 1 : seul le disjoncteur s ouvre 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

35 6 Disjoncteurs spéciaux 1. Disjoncteur amont rapide sélectif (compact S ou S) t(s) D D Compact S Principe Un retardateur mécanique améliore la performance de la sélectivité ampèremétrique Z o n e Compact S Irm instantané Irm retardé Icc Irm Icc 2 I () Icc Irm retardé Irm instantané Zone 2 : les disjoncteurs et s ouvrent 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

36 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation (disjoncteur amont limiteur) Court-circuit en aval de I () Icc présumé Icc réel limité par et coupé par disjoncteur limiteur t (s) Temps d action du retardateur Principe Sur court-circuit en aval de, l onde de courant est fortement limitée par le bloc de limitation du disjoncteur. disjoncteur rapide Mais son déclencheur n intervient pas et laisse le temps à d ouvrir seul

37 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation (disjoncteur amont limiteur) Court-circuit en aval de I () Icc présumé Icc réel limité par et coupé par disjoncteur limiteur t (s) Temps d action du retardateur Principe Sur court-circuit en aval de, le disjoncteur limite la première onde du courant très fortement, son déclencheur n intervient pas, mais laisse apparaître une deuxième onde qui est rapidement éliminée par une ouverture définitive. disjoncteur rapide

38 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation) I () Icc présumé Icc réel limité par et coupé par t (s) Temps d action du retardateur

39 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation) Courant limité Seuil appareil amont Limite de sélectivité avec appareil non limiteur Icc présumé

40 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation) Courant limité Seuil appareil amont Sélectivité totale Sélectivité partielle Icc présumé Limite de sélectivité avec appareil non limiteur Limite de sélectivité avec appareil limiteur

41 6 Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation) Courant limité Seuil appareil amont Sélectivité totale Icc présumé Limite de sélectivité avec appareil non limiteur Limite de sélectivité avec appareil limiteur Sélectivité totale avec appareil très limiteur 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

42 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 7 Tableaux de correspondance Détermination de la limite de sélectivité Limite de sélectivité =? Exemple DX K courbe D 32 DX K courbe C 10

43 7 Tableaux de correspondance 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux

44 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 7 Tableaux de correspondance 384

45 1-techniques 2-mpèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 7 Tableaux de correspondance Détermination de la limite de sélectivité Exemple Limite de sélectivité = 384 Si Icc < 384 sélectivité totale DX K courbe D 32 Si Icc > 384 sélectivité partielle DX K courbe C 10

46 FIN