B.61-22 Reglage Des Protections

Sommaire

1 • Domaine Domaine d'applica d'application tion ................................................................ 9 2 • Caractéristiques générales des protections.. 11 2.1. - Rôle ......................................................................................................... 2.2. - Réalisation .............................................................................................. 2.3. - Régimes d'exploitation ............................................................. 2.4. - Principes de réglage.....................................................................

11 11 14 14

3 • Réglage des protections d'un départ .................. 15 3.1. - Relais ampèremétrique de phase ................................. 15 .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ................... ...... 15 3.1.1. - Ca 3.1.1. Ca lcu l ............. .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .......................... ............17 3 .1.2 . - R é g l a g e .............

3.2.. - Protection 3.2 Protection am ampèremétriqu pèremétrique e homopol homopolaire aire à temps constant ............................................................................ 18 3.2.1. 3.2. 1. - Pr i nci p e et et d é f i ni ti on de 3 I o et r é gla ge 18 3.2. 3. 2.2. 2. - Ca Ca lcu l d e 3 I o ............. ........................... ........................... ........................... ........................... ....................... .......... 19 3 .2.3 . - R é g l a g e ............. .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .......................... ............20

3.3.. - Protection 3.3 Protection am ampèremétriqu pèremétrique e homopol homopolaire aire à temps dépendant (EPATR) .............................................. 20 3.4. - Protection wattmétrique homopolaire .................. 20 3.5. - Relais de temps (protection ampèremétrique à temps constant) ........................................................................... 22 3.5.1. 3.5. 1. - Pr i nci p e .......................... ....................................... ........................... ........................... ........................... .......................... ............22 3.5.2. 3.5. 2. - Ré gla ge : pa li er cla ssi qu e ............. ........................... ........................... ............... 22 3.5.3. - Ré gl a ge : pa p a l i er 86 .............. ........................... ........................... ........................... ..................... ........ 23

4 • Réglage des protections d'une arrivée ............ 25 4.1. - Arrivée en simple attache ..................................................... 25 4.1.1. 4.1. 1. - Relai s a m p èr emé tr i qu e de p h a se ( pr otec otecti ti on àtemps constant) ...........................25 4.1. 4. 1.2. 2. - Relai Relai s de cour ant h omop olai r e ( pr otec otecti ti on àtemps constant) ...........................26 4.1. 4. 1.3. 3. - M i se en œu œu vr e de p r otecti on w attm é tr i qu e ho mop ola i r e .................................... .......................... .......... 30 4.1. 4. 1.4. 4. - Rela Rela i s de temp s ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ................. ... 30

4.2. - Arrivée multi-attaches .............................................................. 31 4.2.1. - Relai s a m p èr emé 4.2.1. tr i qu e de p h a se .................. 31 4.2. 4. 2.2. 2. - Rela Rela i s am p èr emé tr i qu e ho mo p ol a i r e ...... ...... 31 .......................... ........................... ........................... ........................... ................. ...32 4.2. 4. 2.3. 3. - Rela Rela i s de temp s .............

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Sommaire

1 • Domaine Domaine d'applica d'application tion ................................................................ 9 2 • Caractéristiques générales des protections.. 11 2.1. - Rôle ......................................................................................................... 2.2. - Réalisation .............................................................................................. 2.3. - Régimes d'exploitation ............................................................. 2.4. - Principes de réglage.....................................................................

11 11 14 14

3 • Réglage des protections d'un départ .................. 15 3.1. - Relais ampèremétrique de phase ................................. 15 .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... ................... ...... 15 3.1.1. - Ca 3.1.1. Ca lcu l ............. .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .......................... ............17 3 .1.2 . - R é g l a g e .............

3.2.. - Protection 3.2 Protection am ampèremétriqu pèremétrique e homopol homopolaire aire à temps constant ............................................................................ 18 3.2.1. 3.2. 1. - Pr i nci p e et et d é f i ni ti on de 3 I o et r é gla ge 18 3.2. 3. 2.2. 2. - Ca Ca lcu l d e 3 I o ............. ........................... ........................... ........................... ........................... ....................... .......... 19 3 .2.3 . - R é g l a g e ............. .......................... .......................... ........................... ........................... ........................... .......................... ............20

3.3.. - Protection 3.3 Protection am ampèremétriqu pèremétrique e homopol homopolaire aire à temps dépendant (EPATR) .............................................. 20 3.4. - Protection wattmétrique homopolaire .................. 20 3.5. - Relais de temps (protection ampèremétrique à temps constant) ........................................................................... 22 3.5.1. 3.5. 1. - Pr i nci p e .......................... ....................................... ........................... ........................... ........................... .......................... ............22 3.5.2. 3.5. 2. - Ré gla ge : pa li er cla ssi qu e ............. ........................... ........................... ............... 22 3.5.3. - Ré gl a ge : pa p a l i er 86 .............. ........................... ........................... ........................... ..................... ........ 23

4 • Réglage des protections d'une arrivée ............ 25 4.1. - Arrivée en simple attache ..................................................... 25 4.1.1. 4.1. 1. - Relai s a m p èr emé tr i qu e de p h a se ( pr otec otecti ti on àtemps constant) ...........................25 4.1. 4. 1.2. 2. - Relai Relai s de cour ant h omop olai r e ( pr otec otecti ti on àtemps constant) ...........................26 4.1. 4. 1.3. 3. - M i se en œu œu vr e de p r otecti on w attm é tr i qu e ho mop ola i r e .................................... .......................... .......... 30 4.1. 4. 1.4. 4. - Rela Rela i s de temp s ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ................. ... 30

4.2. - Arrivée multi-attaches .............................................................. 31 4.2.1. - Relai s a m p èr emé 4.2.1. tr i qu e de p h a se .................. 31 4.2. 4. 2.2. 2. - Rela Rela i s am p èr emé tr i qu e ho mo p ol a i r e ...... ...... 31 .......................... ........................... ........................... ........................... ................. ...32 4.2. 4. 2.3. 3. - Rela Rela i s de temp s .............

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Sommaire

4.3. - Protections spécifiques au palier 86 ......................... 32 4.3.1. 4.3. 1. - Pr ot ecti on de secou r s d es dé p ar ts ............... 32 4.3. 4. 3.2. 2. - Pr otec otecti ti on j eu de bar r es ............ .......................... ........................... ................ ... 33

4.4. - Protections arrivées et permutation transfor transf ormateur mateur HT HTB B/ HTA ..................................................... 34

5 • Protections Protections du transfor transformateur mateur HTB HTB/ HTA et des éléments associés ...................................................... 35 5.1. - Masse câble de la liaison disjoncteur HTB Transf ransfor ormateu mateurr HTB/ HTA ..................................................... 35 5.2. - Tran Transfo sforrmateur HTB HTB// HTA .................................................... 35 5.2.1. 5.2. 1. - Pr otecti ons i nter nes ........................... ......................................... ........................... ................ ... 35 5.2. 5. 2.2. 2. - Pr otecti ons ex ter nes ............ .......................... ........................... .......................... ............... 35 5.2. 5. 2.3. 3. - Pr otecti on ma sse cu cu ve ............. .......................... .......................... ....................... .......... 35

5.3. - Protection de la liaison entre le transformateur transfo rmateur HTB HTB/ HTA et l'arriv l'arrivée ée ...................... 35 5.3.1. 5.3. 1. - Pr i nci p e ........................... ........................................ .......................... ........................... ........................... ......................... ............35 5.3.2. 5.3. 2. - Relai s a m p èr emé tr i qu e de p h a se .................. 36 5.3. 5. 3.3. 3. - Rela i s am p èr emé tr i qu e ho m op ol a i r e ....... ....... 36 ........................... ........................... ........................... ........................... ................ ... 37 5.3. 5. 3.4. 4. - Rela i s de temp s ............. 5.3. 5. 3.5. 5. - Pr ot ecti ons co m p lé ment ai r es d e la mi se àl a t er r e d u n eu t r e H TA ............ .......................... ........................... ................ ... 37

5.4. - Grille HTA

..............................................................................................

37

5.4.1. 5.4. 1. - Pr i nci p e ........................... ........................................ .......................... ........................... ........................... ......................... ............37 5 .4 .4.2. .2. - R é g l a g e ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... ........................... ..............38

5.5. - Cas particulier : accélération de protection sur les transfo transformateurs rmateurs 225 225 kV/H kV/ HTA ........................ 38

6 • Protection contre les défauts résistants ........ 39 6.1. - Postes classiques ............................................................................... 39 6.2. - Postes Paliers 86 ............................................................................. 39

7 • Réglage du dispositif de commande d'un disjoncteur shunt ........................................................................... 41 B • 6 1 - 2 2

P a g e

6

7.1. - Principe ................................. ....................................................................... ..................................................................... ............................... 41 7.2. - Coefficient K ......................................................................................... 41 7.3. - Réglage du sélecteur de phase ........................................... 41 7.4. - Réglage du courant dans la mise à la terre du neutre HTA ..................................................................................... 42

Sommaire

7.5. - Autres réglages

...................................................................................

42

7.5.1. - Temps de f er metu r e des pôles ............................42 7.5.2. - Ver r ou i llage de l'au toma ti sme shu nt ......... 42 7.5.3. - Ver r ou i lla ge d'u n p ôle ap r ès fonctionnement ....................................................................... 42

8 • Réglage d'une protection masse tableau (quand elle est conservée) ............................................... 43 8.1. - Principe ...................................................................................................... 43 8.2. - Réglages ...................................................................................................... 43 8.2.1. - Rela i s a m p èr emé tr i qu e ............................................... 43 8.2.2. - Temp or i sati on .......................................................................... 43

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1 • Domaine d'application

La présen te p artie a pour objet de d onner des indications sur le réglage des protections du réseau H TA . Elle concerne les po stes H TB /H TA dont le régim e d e neutre est conform e à la p olitique décrite dan s le chap itre A 13.11 du G uide Technique de la D istribution. A insi,pour les réseaux 20 kV,les im pédances de neutre sont:

Réseaux aériens et mixtes

•Résistan ce 40 Ω •B obine j 40 Ω •Résistan ce 40 Ω + bobine j40 •Résistan ce 40 Ω + bobine j12 •Résistan ce 80 Ω

Ω Ω

Réseaux souterrains

•Résistan ce 40 Ω •B obine j 12 Ω •Résistan ce 12 Ω + bobine j12

Ω.

La présen tation du plan de p rotection fait l'objet du B 61-21 ; il peut être utile de s'y référer, ainsi qu'à l'an nexe du ch ap itre B 74.2 (brochure bleue) du G uide Technique de la D istribution d'Electricité p our la p artie sch ém a. L'installation et le réglage des protections relatives à la présence de sou rces autonom es sont décrits dans le chapitre B 61-4 du G uide Technique de la D istribution d'Electricité.

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P a g e

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2 • Caractéristiques générales des protections BP 13

2.1. - Rôle Les protections décrites ici sont destinées à la sélection et à l'élim ination des défauts d'isolem en t de toute form e (m onophasée et polyp hasée). Elles ne sauraient tenir lieu de protection de surcharge, cette fonction étan t, si nécessaire, assurée par d'autres dispositifs (protection therm ostatique, relais therm ique,...). Elles doivent perm ettre d'élim iner l'élém en t défectueu x p arm i les élém en ts suivants : •tronçon de départ H TA ; •départs H TA ; •jeu de barres H TA ; •transform ateu rs H TB /H TA et leu rs liaisons aux jeu x d e barres HTA.

2.2. - Réalisation Le plan de p rotection dan s le palier classique et dans le p alier 86 rep ose sur le p rincipe d es protections am pèrem étriques.Il consiste à régler le seuil de chaque relais à u ne valeur inférieu re à la valeur de court-circuit m inim al observée sur la section de réseau surveillée. L'en sem ble d es dispositifs de p rotection est donné p ar les deu x schém as suivants (figures 1 et 2).

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Pa ge 1 1

Caracté r i sti qu es gé né rales des pr otecti on s

Protection des postes HTB/ HTA - Palier classique figure n° 1

t R t r a 1 p é + d h n R o 1 i t c + e h t o p r P R 2

e d i p a r n o i t a s i r o t u A

r u e h c n e l c n e é R

t e R é 1 v i + r r h a R n o 1 i t + c e h t o r p P R 2

e l n l i o r i t c g e e s t o s r P a m t R

u a n l e o i b t a c t e t e o r s P s a m

B

I T

t n R 1 o s i + a h i l R n o 1 i t c + e h t o r p P R 2

B

R T

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Pa g e 1 2

T H t l c é D

s e r r e s t e e t d n a r t s u i s e t é c r e t é D

A S T

n Z

r u s t n e o a i t m c r e f o t o r s P n a r t

e m s t i t a n u h m o s t u A

e u e q t i t n a t a m s i o t s u é a r e e r h r c e r t e h e c d e R

t

e r t u e e n d u n d o e i r t r c t e e t a o r l P à e s i m

e r t e r u u t e p n u u r d e e d r r e n t o i l a t c e à t é e s D i m

o f n I

M F C T n o i t c e r j e u t n e I r a i r ' d a é l é e s p r s o i u a p r m e t h o o e p m p t a e m z e o m l r e o d h t d o s i s i s e f h i s h a a a d c l l l n n u e e e o a r B R R R S T t I B h h t p R R T R

Car acté ri sti qu es gé né r ales des pr otecti on s

Protection des postes HTB/ HTA - Palier 86 figure n° 2

B Rph Rh Rt t TI

Buchholz Relais de phase Relais homopolaire Relais temporisé Sonde de température Transformateur Injection TCFM

Rt

Protections transformateur Détection terre Déclenchement 165 s.

t B Zn

Détection de rupture mise à la terre du neutre Protection de mise à la terre du neutre

TI

Protection liaison EPAMI 2 Rph + 1 Rh

TSA

B

Info.

EPAMI cuve transformateur EPAMI cuve TSA / TI écrans câbles

Automatisme shunt

Protection masse tableau EPAMI 2Rph + Rh +Rt

Instantané

Arrivée Protection complémentaire : • Secours départ • Protection barre Départs RT EPAMI 2Rph + Rh Tableau HTA

EPATR B

Instantané

PA Automate réenclencheur

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Pa ge 1 3

I >15 A. Autorisation rapide

Caracté r i sti qu es gé né rales des pr otecti on s

2.3. - Régimes d'exploitation Il est insuffisant de co nsidérer uniquem en t le régim e n orm al d'exploitation pour définir les gran deurs caractéristiques du réseau (à savoir :couran t de p ointe,de court-circuit,de cap acité hom opolaire) pour le réglage des protections. Ilestnécessaire d e p rendre en com pte : •Le régime de secours normal : le régim e de secours norm al est celui que l'ex p loitan t est conduit assez fréq uem m en t à ad opter.Il est prévu pour rétab lir ou m aintenir l'alim entation d'un élém en t de réseau (éven tuellem en t plusieu rs) électriquem en t vo isin dans des conditions acceptables et durables.La m ise en application de ce régim e ne d oit pas s'accom pagner d'une m odification du réglage des protections. •Le régime de secours exceptionnel : le régim e d e secou rs exceptionnel est destiné à parer à des situations délicates et difficilem en t p révisibles.Il corresp ond gén éralem en t à d es indisponibilités sim ultan ées d'élém en ts de réseau électriquem en t vo isins ; il peut être alors nécessaire de m odifier le réglage des protections.

2.4. - Principes du réglage Les relais de m esure des p rotections doivent détecter tous les défau ts d'isolem ent survenan t sur la fraction du réseau qu'ils surveillen t,sans risque de fonctionnem en t intem pestif. Les protections sont placées en cascade : en principe, la sélection de l'élém en t du réseau en défaut s'effectue p ar le tem ps. Les p rotections w attm étriques hom op olaires p résenten t de plus un caractère directionnel.En pratique, pour ten ir com pte du courant m axim al aux différents échelons, des erreurs des transform ateu rs de courant et des relais de m esure, ilestnécessaire d 'ad o p ter d es seu ils cro issan ts d'in ten sité d 'av al en am ont. La p rotection am ont constitue u n secours de la p rotection aval : cep en dant, com pte ten u de leu rs réglages respectifs, le secours ne peu t être assuré d e façon totale.

On intègre dans le réglage des protections des coefficients de sécurité (généralement 1,2 ou 0,8) qui permettent de prendre en compte les erreurs de mesures, de calcul et l'incertitude des réglages. B • 6 1 - 2 2

Pa g e 1 4

3 • Réglage des protections d'un départ 3.1. - Relais ampèremétrique de phase 3.1.1. - Ca lcu l Les relais doivent être réglés en intensité à u ne valeur inférieure au plus petit courant de défaut susceptible d e se m anifester en tre phases.

C e co u ran t est celui q u i résulte d 'u n d éfau t b ip h asé san s contact à la terre à l'extrém ité du réseau lorsque la ten sion des tran sform ateu rs d'alim en tation est la plus basse p ossible. En effet, en cas de court-circuit triphasé sym étrique, seu l existe le systèm e triphasé direct (com posantes sym étriques :B 61-24). Icc triphasé : •avec

E Zd

E = FE M (p hase n eu tre) Z d = Im pédance directe du réseau.

En cas de court-circuit biphasé, le calcul donne, en négligeant la charge,sile défau t se situe en tre les phases 2 et 3 : j1 j2

= O = - j3

•avec j1,j2 etj3 les courants circulantdans les phases 1,2 et3 V2 = V3 •avec V 2 et V 3 les tensions par rap port à la terre au lieu du défaut des phases 2 et 3. Le systèm e h om opolaire n 'existe p as en l'absen ce de contact entre les phases en défau t et la terre,d'où les valeurs : 2 j2 = - j3 = (a - a) E Zd + Zi

•avec a = e j2π/3 Les im pédances Zd et Z isont égales d'où :Icc biphasé =

√3 2

j2 = j3 =

√3 .E 2 Zd

étan t in férieu r à 1, Icc b ip h asé est in férieu r à Icc triphasé.

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Pa ge 1 5

Ré glage des pr otecti on s d'u n dé pa rt

Les défau ts biphasés ayan t une résistan ce négligeab le,l'intensité estlim itée par les im pédances des élém ents du réseau : Iccb =

Un 2 √R L2 + (X H TB + X T + X L) 2

U n étant la tension com p osée d u réseau H TA exp rim ée en volts. R L, X H TB , X T et X L les im pédances exprim ées en oh m s, définies ci-dessous :

Calcul Icbb figure n° 3

HTB

HTA

Point pour lequel l'impédance de court circuit est la plus grande

XHTB

XT

XL

RL

Impédance du réseau HTB ramenée en HTA Scc étan t la p uissan ce de co urt-circu it m inim ale (cas d 'une seule ligne H TB en service p ar exem ple) sur le jeu de barres H TB : X H TB =

U n2 Scc

U n exp rim é en kV ;Scc en M VA ;X H TB en

Ω.

Impédance du transformateur HTB/HTA U cc ten sion de court-circuit (en pourcentage), S n sa puissance nom inale : B • 6 1 - 2 2

Pa g e 1 6

XT =

U cc x 100

U 2n Sn

U n exprim é en kV ;S n en M VA ;X T en

Ω.

Ré glage des pr otecti on s d'u n dé pa r t

Impédance des canalisations La résistance kilom étrique p ar phase d'un conducteur de section S est donnée p ar les ex p ressions ap p roxim atives suivantes : •C uivre :

R=

18 S

•A lum inium :

R=

30 S

•A lm elec :

R=

33 S

•A lum inium acier : R =

36 S

S exprim é en m m 2 et R en

Ω.

La valeur de la réactance k ilom étrique par phase est approxim ativem ent : •0,4 Ω pour les lignes aérien nes ; •0,1 Ω en viron pour les câbles souterrains (une valeu r plus précise peu t être trouvée sur les catalogues des constructeu rs en fonction du typ e du câble). Si le d ép art com porte d es autotransform ateurs, les im pédances situées à l'aval doivent bien entendu être m ultipliées par le carré d u rap port de transform ation.U n exem ple co ncret est donné dans le B 61.24. 3.1.2. - R é gl a ge

L'intensité de réglage Ir doit être inférieure à l'intensité I ccb du co u ran t de court-circu it bip hasé ap p araissan t au p oin t du dép art p our lequel l'im p éd an ce de co urt-circu it est la p lus grande, com pte tenu d es régim es de secours norm aux vo ire exceptionnels.Elle est fixée à :

Ir <0,8 Iccb Elle doit être toutefois choisie supérieure à l'intensité du courant adm issible d ans le d ép art quipeut dép endre : •du calibre d e ses tran sform ateu rs de couran t (Intc) ou du courant m axim al de la lign e o u du câble (Icâb le) ; dans le cas où l'intensité nom inale de l'appareil est inférieure à Intc, c'est elle B • 6 1 - 2 2 qu'ilfaut prendre en com pte ; •éventuellem en t du courant m axim al adm issible d ans les déri- P a g e 1 7 vations. B ien en ten du, l'intensité de réglage Ir doit aussi être ch oisie supérieure à l'intensité d u courant de p ointe Ip appelée par le dép art,com pte tenu des régim es de secours prévu s.


N orm alem en t les conditions suivantes sont réalisées : •Ip < Icâble < Intc < 0,8 Iccb (1)

Par suite des possibilités de surcharge des transformateurs de courant, il est donc généralement possible de prendre : 1,3 Intc
Il est toujours souhaitable, quel que soit le type de relais, d'utiliser les valeu rs extrêm es des plages de réglage. Rem a r q u e n° 2 :

D an s les réseaux à forte densité industrielle, l'élim ination d'un défaut H T B ou H TA , p eut p rovoquer une chu te de tension im portan te. Elle estalors suivie d'une surintensité dan s tous les dép arts. Elle co rrespond à l'ap pel de co urant des m oteurs qu i sont restés raccordés au réseau H TA . On doit donc adopter un

réglage aussi voisin que possible de 0,8 I ccb. Si les inéquations (1) ne sont pas vérifiées, le m atériel (tran sform ateu rs de co uran t, ap pareillage, câb les et lignes) ou le schém a d 'exploitation ne perm ettent pas d'obtenir un réglage entièrem ent satisfaisant des protections. D ans ce cas, la valeur à ad opter résulte alors d'un com prom is en tre les risques de d éclen chem en ts intem pestifs et de destruction des m atériels. L'exploitation conduit à avo ir avec un coefficien t de sécu rité de 1,3 :

• 1,3 Ip (régime normal) < Ir. La sécu rité conduit à avoir :

• Ir < 0,8 Iccb (régime normal). Le com prom is doit être établi en fonction des conditions spécifiques locales.

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Pa g e 1 8

3.2. - Protection ampèremétrique homopolaire à temps constant 3.2.1. - Pr i nci p e et d é f i ni ti on d e 3 I o et r é gla ge Lo rsqu'un dép art est le siège d 'un défau t m onop hasé, son relais hom opolaire est traversé par un courant Ior qui varie en fonction de la résistance d u défaut,de l'im péd ance d e m ise à la


terre du neutre H TA , de la tension H TA et de la capacité hom opolaire du réseau. L'intensité d e réglage Ior du relais hom opolaire doit être la plus faible possible afin de détecter des défau ts dont la résistan ce estla p lus grande p ossible. Le réglage n e p eu t être inférieu r à 6 % du calibre d es transform ateurs de courant en raison de la saturation de ces derniers lors des réen clenchem ents. En outre, le réglage Ior doit être supérieur à la valeur du cou-

rant résiduel 3 Io du départ lorsqu'un défaut franc apparaît sur un autre départ (Ior étan t la valeu r du couran t avant ap plication des rap ports de transform ation des transform ateu rs de cou rant) :

Ior >k (3 Io) M aqu ette Régim e du N eutre H TA M anipulations : B 2 -B 4 -B 5

(avec k > I) Pour les protections actuelles,la valeur de k est: k = 1,2 3.2.2. - Cal cul d e 3 I o Le calcul donne p our un défaut franc (B 61-21 p aragrap he 5.2.2) 3 Io = 3 j C ωV où C est la cap acité totale d u dép art concerné.

Le tableau donné p ar le docum ent B 61-24 indique les valeurs m oyen nes des capacités hom opolaires C o et des courants de cap acité résid u elle d es divers typ es de can alisatio n s.Les valeurs réelles de ces grandeurs peu vent s'en écarter de 10 % environ, pour des causes diverses : présence d e transform ateurs H TA /B T (un transform ateur H TA /B T est équivalent du point de vu e cap acitif à une longu eu r com prise en tre 200 et 500 m de lign e aérienne), appareillage de poste, tronçons de câble non répertorié... Il est donc souhaitable d e confirm er le calcul par une m esure dont les m odalités son t décrites dans le B 61-24. D ans le cas de réseaux co m portant des autotransform ateurs, le réglage doit être calculé com m e si le réseau avait une cap acité fonctionnan t sous la tension la plus élevée de l'au totransform ateu r.Par exem ple en cas d'autotransform ateu r 15/20 kV, les couran ts relevés dan s le tab leau pour la ten sion de service 15 kV sont à m ultiplier par 4/3.

B • 6 1 - 2 2

Pa ge 1 9


3.2.3. - R é gla ge Le calculdéveloppé ci-dessus est ap plicab le aux protections cidessou s :

a) Protection B100 (palier classique) et EPAMI (palier 1986) : Réglage Ior > k 3 Io b) Protection à 2 seuils B 109 (palier classique) : Elle perm et de traiter un dép art souterrain ou m ixte de grande longueur (cou rant m axim al de d éfaut de l'ordre d e 100 A ) ; cette protection n'est plus préconisée car elle ne fonctionne pas correctem ent en cas de p lusieurs dép arts de grande longu eur sur la ram e.

Seuil haut : supérieur au courant 3 Io du dép art (identique p rotection B 100).

Réglage Ior > k 3 Io Seuil bas : valeur conseillée = 30 A .

3.3. - Protection ampèremétrique homopolaire à temps dépendant (EPATR) Par leu r concep tion, ces protections ne d em anden t p as de réglage. Seul le seu il de d ém arrage est réglable et est fonction du couran t hom op olaire circulant en p erm an en ce sur le dép art : (déséquilibre) ;ildoit être le plus faible possible.

Ajustage du seuil de démarrage entre 0,7 A et 1,2 A en fonction du courant homopolaire permanent

3.4. - Protection wattmétrique homopolaire C es p rotections sont utilisées sur les d ép arts fortem en t cap acitifs en parallèle avec les protections à tem ps constan t (palier classique). Elles sont sensibles à la p uissance résiduelle active qui rem onte du réseau H TA vers le transform ateur H TB /H TA (voir B 61-21 paragrap he 5.2.5). Le réglage d 'une protection w attm étrique s'exprim e en w atts.

B • 6 1 - 2 2

Pa g e 2 0

Les protections développées ont un seuil de réglage param étrab le ; le seu il reten u est le seu il o ù la sen sib ilité est la m eilleure,soit aujourd'hui 0,4 W B T (8 kW avec TC de 100/1 et 100 20 000 TT / √3 ) √3

M aqu ette Régim e du N eutre H TA M anipulation : D4


La sen sibilité d e la p rotection, qui dép en d du typ e d e la m ise à la terre d u neu tre H TA et du cap acitif global du p oste, est donné p ar les cou rbes suivantes :

Exemple de sensibilité en HTA pour 0,4 W en BT figure n° 4

Sensibilité en ampères 25

1

20 Ω 8 0 P N R

15

Ω 4 0 Ω 0 P N R 4 P N B +

RPN 12 Ω

RPN 40 Ω

2 3 4

10

Capacitif total des départs sains

5

0

40

80

120

160 200 240 280 320 360 400 440 480

520 560 600 A

Lo rsque l'on au gm ente le réglage de la protection, la sensibilité en am père est m ultipliée par la racine carrée du rap port en tre la nouvelle valeur et 0,4 W .

Exemple : Pour un nouveau réglage à 1 W , la sensibilité en courant est 1 soit 1,58. donc m ultipliée par 0,4

√

A insipou r un e RP N de 40 Ω et200 A de cap acitif global la sensibilité d e la p rotection qui était de 9 A p our 0,4 W devien t 9 x 1,58 pour un réglage de 1 w att. La valeur du courant de d éfaut m inim al détecté est de l'ordre de 10 A . Il est conseillé d e m ainten ir l'autom ate de rech erche d e terre pour traiter les défau ts dont les couran ts sont inférieurs à environ 10 A ;donc dans le cas où ces protections seraientinstallées dans un poste du palier 86 en rem placem ent des EPATR,un défautrésistantpourra provoquer soitle déclenchem en tde l'arri- B • 6 1 - 2 2 Pa ge 2 1 vée, soitune recherche d e terre m anuelle. D ans le cas où des PW H 2 (voir B 61-21 paragraphe 5.2.5) sont installées dans un poste dontle neutre est m is à la terre par résistance (courant de défaut 300 ou 150 A ),ilfautprévoir,par action sur un "sw itch" interne à la protection, de réduire son tem ps de


retom bée pour assurer la co m patibilité avec le d isjoncteu r shunt. Si ce tem ps est trop long, ap rès un coup de shunt réu ssi, on risqu e d e p rovo quer un cycle rap ide intem p estif, vo ire u n déclen chem en tdéfinitif.

3.5. - Relais de temps (protection ampèremétrique à temps constant) 3.5.1. - Pr i ncip e La tem porisation des protections am p èrem étriques à tem ps constant a deux rôles : •d'une p art assurer un e priorité au fonctionnem en t de certains autom atism es :disjoncteu r shunt,réenclen cheu r,... •d'autre part, l'éch elonnem en t du fonctionnem en t des p rotections du dép art et des protections placées en aval (protection de D RR, protection des postes H TA /BT "clien ts", protection par fusible H TA ).

Le réglage d e la tem porisation est différent suivan t le type d e palier (classique ou 1986). 3.5.2. - Ré gla ge : p a li er cla ssi qu e La tem porisation est identique sur seuil "phase" ou "hom opolaire".

a) Protection B 100 Les tem ps indiqués ci-ap rès sont des tem ps globau x (entre l'instan t d'ap parition du défau t et l'ouverture du disjoncteur) ; toutefois, une incertitude d e 50 m s subsiste p uisqu e les protections construites à p artir de 1978 son t inhibées com m e suit: • durée défau t < 60 m s : la surinten sité n'est p as p rise en com pte ; •durée défaut > 100 m s :la surinten sité estsystém atiquem en t prise en com pte.

t départ =0,5 s C ette tem porisation est le résultat du tem ps d'élim ination des clients H TA (0,2 s dans la N FC 13-100) augm enté de l'intervalle de sélectivité (environ 0,3 s). C e ch o ix résulte d 'u n co m p ro m is en tre la sélectivité d es diverses protections en réseau et du poste source, qui im pose des tem p orisations élevées, et la rap idité d 'élim ination du défau t. B • 6 1 - 2 2

Pa g e 2 2

Pour éviter de trop longs délais de m aintien d'un défaut, il est nécessaire d e lim iter le n om bre d e p rotections tem porisées en cascade sur un dép art (un et très exceptionnellement deux , D RR excepté).


b) Protection B 109 t départ : Seuil haut : identique au réglage de la protection B100 Seuil bas (uniquement seuil homopolaire) : 1,3 s 3.5.3. - Ré gl a ge : p a li er 86

Le fonctionnem ent du systèm e de protection p ar EPA M I d'un dép art est le suivant: •ém ission par la p rotection d'une inform ation "surintensité" ; •traitem ent de cette inform ation par le calculateur qui, ap rès tem p orisation, en vo ie u n ordre d 'ouverture au disjoncteu r concerné : cette tem porisation est réglée de la m êm e m anière que celle d éfinie p our le p alier classique (protection B 100) ; •en cas de persistan ce de l'inform ation surintensité, la p rotectio n elle-m êm e agit sur le d isjo ncteu r en p ro vo qu an t son ouverture. C ette tem porisation est égale à la tem porisation "calculateur" augm entée de 0,3 s afin d e perm ettre un prem ier secours. Le fonctionnem en t par EPATR est sim ilaire m ais ne nécessite pas de réglage : un décalage d e 0,3 s existe p ar construction en tre l'ordre de déclen chem en t fourni au calculateu r (éq uivalente à la "surintensité" délivrée p ar l'EPA M I) et l'ordre de déclenchem ent donné d irectem ent par l'EPATR. La p rotection EPATR est inhibée 150 m s, ceci pour éviter des signalisations intem pestives lors de p hén om èn es clim atiques en réseau : par exem ple rosée sur les isolateu rs le m atin ou le soir. Pour la m ise en œ uvre de l'autom atism e "réen clencheu r" en calculateu r,se rep orter à l'annexe d u C hap itre B 74.2 (B rochu re b leu e - to m e 4 - chap itre V II - p aragrap h e 2.3) d u G u id e Tech nique de la D istribution d'Electricité et au chronogram m e suivant figure n° 5.

B • 6 1 - 2 2

Pa ge 2 3


Chronogramme d'un fonctionnement EPATR pour un défaut supérieur à 15 A et inférieur au réglage du relais homopolaire du départ figure n° 5 Id Fonctionnement shunt F

0,15s 0,25s

O

O

t < 10s

t n e f i O m t F e i h n i c f n é e d l c é 0,55s D

Fonctionnement automate calculateur O

F

0,3s

0,55s

O

F

15s

0,55s

15s

Temps Verrouillage shunt 1 min

Cycle rapide

Cycle lent 1

Cycle lent 2

Activation instantanée EPATR 1 min

to apparition défaut NOTA : le déclenchement temporisé du calculateur est augmenté du fait de l'inhibition à 150 ms de l'EPATR

B • 6 1 - 2 2

Pa g e 2 4

4 • Réglage des protections d'une arrivée 4.1. - Arrivée en simple attache 4.1.1. - Rela i s a mp èr emé tr i qu e de p h ase ( p r otecti on à temps constant)

Principes de réglage L'intensité de réglage Ir doit satisfaire au x deux conditions suivantes : •Etre assez élevée pour perm ettre d'utiliser les p ossibilités de surcharge d u transform ateur H TB /H TA sans risque de déclenchem ent intem pestif. La valeur de surcharge à p rendre en com pte est de 25 % ; cette valeur correspo nd à la valeur adm issible en perm anence pour les transform ateurs H TB /H TA anciens. Les tran sform ateu rs récen ts, p ar co ntre, p eu vent ad m ettre cette m êm e surcharge, m ais au détrim en t de leu r bon vieillissem en t sicette surcharge est prolongée. Pour ce q ui concerne le réglage d es protections con cernées p ar un tem p s très b ref (les q uelques centaines d e m illisecondes que d ure le d éfaut), le critère 25 % de surcharge doit être retenu (les protections en jeu n'assurent pas la protection en cas de surcharge). •Etre au ssi faible que possible pour que la protection d'arrivée assure un certain seco urs des protections des dép arts. Le réglage doit être calculé par rap port à l'intensité nom inale du transform ateur.O n pren dra :

Ir > 1,6 Int Int = Inten sité nom inale tran sform ateu r. 1,6 prend en com pte le transitoire d'en clenchem ent. D ans les réseaux à forte densité industrielle, l'élim ination d'un défaut H T B ou H TA p eut p rovo qu er un e chute de tension im portan te. Elle est alors suivie d'une surintensité dan s tous les dép arts. Elle correspond à l'ap pel de courant des m oteu rs q u i son t restés racco rd és au réseau H TA . P o u r éviter les déclen chem en ts intem pestifs, il peu t donc être nécessaire de relever la valeu r du réglage de la p rotection, par exem ple à 2 ou 2,5 Int.Il y a lieu toutefois de s'assurer que le réglage adopté p erm et de d étecter les défau ts biphasés ap paraissan t sur le B • 6 1 - 2 2 Pa ge 2 5 jeu de barres dont l'intensité estégale à : Iccb =

Un 2 (X H TB + X T )

Ré glage des pr otecti on s d'u n e arr i vé e

4 .1 .2 . - R el a i s d e c o u r a n t h o m o p o l a i r e ( p r o t e ct i o n à temps constant)

a) Réglage de base

M aqu ette Régim e du N eutre H TA M anipulations : B 10 - C 3 - C 4 - C 5

Le réglage est :

Ior = 1,2 Ior max où Ior est le seuil de réglage du relais homopolaire de départ le plus élevé. b) Prise en compte du coefficient β Pourquoiintroduire un coefficient β ? Pour effectuer co rrectem ent le réglag e de l'arrivée, il fau t savoir que le courant vu par la p rotection hom opolaire de l'arrivée n'est pas le même que celui vu p ar la p rotection du dép art en défau t.Il est en gén éral plus faible, sauf dan s le cas où le réseau est com pensé.

β est le rap port en tre le courant résiduel du

dép art (3IoD d) et

le couran t résiduel de l'arrivée (3IoA ) :

β=

3 IoDd 3 IoA

Lorsque le neutre H TA d'un transform ateur H TB /H TA est m is à la terre p ar im péd ance, la circulation des courants en cas de défau t est la suivante :

Circulation des courants en cas de défaut franc monophasé figure n° 6

3 IoDs 3 IoDs : Intensité résiduelle des départs sains 3 IoDd : Intensité résiduelle des départs en défaut 3 IoA : Intensité résiduelle dans l'arrivée

3 IoA B • 6 1 - 2 2

Pa g e 2 6

Zn 3 IoDd

Ré glage des pr otecti on s d'u n e ar ri vé e

Lo rsqu'un défau t à la terre affecte un départ, l'inten sité 3 IoD d m esurée par son relais de courant hom opolaire est différente de celle que m esure le relais correspondant à l'arrivée 3 IoA en raison des courants cap acitifs de l'en sem ble des dép arts sains 3 Io D s : •3 IoD d = 3 IoD s + 3 IoA Le schém a ho m opolaire devient :

Schéma homopolaire en cas de défaut franc monophasé figure n° 7

CDs = (Γ - CDd) Zot

Γ = Capacité totale du réseau

Zn

CDd

•tous les élém ents sont en parallèle entre le jeu de barres et la terre et sont donc soum is à la m êm e tension hom opolaire vue du défaut entre D et T (siège du D éfautet Terre). Le schém a devient :

Schéma homopolaire en cas de défaut franc monophasé IoA

figure n° 8

IoD

D

CDs Zo =

CDd

Vo = Tension homopolaire

Impédance homopolaire du circuit de mise à la terre du neutre HTA

T

B • 6 1 - 2 2

Pa ge 2 7


•IoD s = jC

ω Vo

•IoA =

Vo Zo

•IoD =

Vo + j(Γ - C D d) ω Vo Zo

Le co efficient β estégalà

β

=

3 IoD d 3 IoA

 1 + j(Γ - C D d) ωoZo .

Sile réseau est faiblem ent capacitif,(Γ - C D d) estfaible et β est vo isin de 1. Si la m ise à la terre d u neu tre H TA s'effectue p ar une b obine, le courant capacitif au lieu du défaut peut être com pen sé par le courant selfique d û à la bobine. Le couran t de défau t est réduit et à l'accord le rap port en tre le courant hom opolaire vu par l'arrivée et celui vu par le d ép art estplus im portan t;le coefficient β est donc p lus faible. C ette rem arque s'ap plique au x réseaux m is à la terre p ar une bobine de lim itation 1 000 A ou par im pédance de lim itation 150 A ("dispo sitions im m édiates"). La n o n p rise en com p te d e ce coefficien t p eu t m en er au déclen chem en t de l'arrivée p our certaines configurations de défaut sans que le dép art concerné déclenche.

B • 6 1 - 2 2

Pa g e 2 8


Courbes du coefficient β pour une tension HTA de 20 kV figure n° 9

3 Io Dd =ß 3 Io A 80 Ω

2

40 Ω + j40 Ω

1,8

1,6 40 Ω

1,4 40 Ω + j12 Ω

12 Ω

1,2

1

0,8 12 Ω + j 12 Ω

0,6

0,4

j 12 Ω

0,2 B • 6 1 - 2 2

3 Io Ds 0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 A

Pa ge 2 9


Le réglage d u relais hom opolaire se fait selon la form ule suivan te : 1,2 x Iorm ax Ior =

β

où : •Ior est le seuilde réglage de l'arrivée •Iorm ax est le seuil de réglage d u relais du dép art le p lus élevé. 4 .1 .3 . - M i s e e n œu v r e d e p r o t e c t i o n w a t t m é tr i qu e homopolaire

Si tous les départs sont équipés de PW H , il est recom m andé d'installer une PW H sur l'arrivée en verrouillage. La sensibilité de la protection arrivée doit être inférieure à la sensibilité des PW H des départs. C ependan t, il n'existe p as de tore suffisant pour entourer les 6 x 630 m m 2 d'une attache.Le couran t résiduel estdonc réalisé par la som m e d es cou rants issus des 3 TC de l'arrivée (généralem ent 1200/5). C om pte tenu des rapports des TC dép arts (100/1) et arrivées (1 200/5), un réglage iden tique pour les dép arts et arrivées (0,4 W B T par exem ple) peu t être u tilisé. 4.1.4. - Rela i s de temp s

a) Palier classique La tem porisation doit être supérieu re d e 0,7 s à celle la p lus élevée des protections des dép arts. En effet,plusieurs défauts peuvent interven ir sur divers départs (cas d'orage, givre, neige, ...) ; ils peuvent alors solliciter successivem en t la p rotection de l'arrivée ; leu r durée cum ulée im pose ce réglage (cum ul de tem ps ; voir docum ent B 61-21 paragrap he 6.5.4).

t arrivée = t départ + 0,7 s b) Palier 86 Le réglage est identique à celuidu palier classique

t arrivée = t départ + 0,7 s B • 6 1 - 2 2

Pa g e 3 0

Toutefois, les fonctions spécifiques dues à l'au tom atism e réenclen cheu r en calculateu r doivent être p rises en com pte (voir docum ent B 61-21 paragraphe 6.2.3).Elles ne con cernent que les p ostes "d" ; elles doiven t être inhibées dan s les autres cas (voir chapitre V II paragrap he 2.3. du tom e 4 d e l'annexe b 74-2 du G uide Technique de la D istribution d'Electricité).


4.2. - Arrivée multi-attaches 4.2.1. - Rela i s a m p èr emé tr i qu e de p h a se Les princip es resten t iden tiques à ceux de l'arrivée sim p le attach e.

Le réglage d e la p rotection de p hase d oit être supérieu r à la puissance m axim um transitée p ar l'attache (In arrivée 1 250 A ).

Ir > 1,3 In arrivée ou câble

M aqu ette Régim e du N eutre H TA M anipulation : B 10

4.2.2. - Rela i s a mp èr emé tr i qu e ho mo p ol ai r e Lo rs d'un défau t, la circulation des couran ts est différente (voir figu re n° 10).

L'intensité résiduelle de l'arrivée des départs sains est égale au couran t capacitif total du réseau issu de cette arrivée. L'intensité résiduelle de l'arrivée du départen défau t estégale à la som m e vectorielle du courant dans le neutre et du capacitif du réseau issu d e l'au tre arrivée. D ans le cas où la différen ce d e courant cap acitif dans les deu x attaches est im portan te, la sélectivité entre les deux arrivées est difficile à obtenir.

Transformateur à double attache (circulation des courants) figure n° 10

IrAS : Intensité résiduelle arrivée réseau sain IrAD : Intensité résiduelle arrivée réseau en défaut

1ère arrivée

IrAS

2ème arrivée

Zn IrAD B • 6 1 - 2 2

Pa ge 3 1

Il est recom m andé dans ce cas d'installer des protections w attm étriques hom opolaires sur ces arrivées.E lles fonctionnent en verrouillage des protections am pèrem étriques à tem ps constant.


a) Réglage protection ampèremétrique E n p rem ière ap p ro ch e, le réglag e s'effectu e à l'aid e d u co efficient β (figu re 9) ap plicable au transform ateur H TB /H TA sim ple attache : Ior =

1,2 x Iorm ax

β

b) Réglage protection wattmétrique La P W H est rég lée à sa sen sib ilité la m eilleu re, car elle intervien t en validation de la p rotection am pèrem étrique. Si une p rotection w attm étrique est déjà installée sur un départ, la sensibilité de la p rotection d'arrivée doit être inférieure à la sensibilité de la PW H de ce d ép art. C o m p te ten u d es rap p o rts d es T C d ép arts (gén éralem en t 100/1) et arrivées (gén éralem en t 1 200/5),un réglage iden tique peut être utilisé. A insi, un réglage à 0,4 W B T correspond à u ne puissance en H TA de : P H TA =

1200 • 1 • 8 kW = 20 kW H T A (kW ) 5 100

4.2.3. - Rela i s de temp s Idem sim ple attache (vo ir paragrap he 4.1.).

4.3. - Protections spécifiques au palier 86 4.3.1. - Pr ot ecti on d e secou r s des d é p a r ts Si une surinten sité est détectée au niveau d'un dép art et que le disjoncteu r ne s'ouvre p as suite à l'ordre envo yé p ar le PA , celui-ci en vo ie un ordre d'ouverture à l'arrivée H TA ap rès un tem ps configurable, à condition que l'inform ation "surinten sité" du dép art soit toujours présente.C ette tem porisation doit être suffisante pour que la p rotection autonom e du dép art ait eu le tem ps de fonctionner.

B • 6 1 - 2 2

En tenant com pte du tem ps de fon ctionnem ent du disjoncteur shunt, cette tem porisation configurab le doit être de l'ordre de 500 m s,ce q ui rendra ce processus intéressant surtout dans le cas où le seuil du relais hom opolaire de l'arrivée est réglé relativem ent haut, ou bien pour les postes où il n'y a pas de disjoncteu r shunt.

Pa g e 3 2

C ette tem porisation estap pelée TC S.

TCS =500 ms


Le chrono gram m e estdo nné ci-après.

Secours d'un départ aérien par l'arrivée Echelonnement des différents ordres de déclenchement figure n° 11 Défaut départ 100 ms

150

250

400

500

700

1000 1100 1200 1300

Fonctionnement du shunt Autorisation de rapide Surintensité départ (EPAMI PA) Ordre et surveillance déclencht départ par le PA Ordre déclencht par EPAMI départ Déclenchement en secours de l'arrivée par le PA

DEC (200 ms) Temps fonctiont protection autonome C S tempo secours arrivée

Détection surintensité par l'EPAMI arrivée Ordre de déclenchement de l'arrivée par EPAMI arrivée

(Les temps sont donnés à titre indicatif)

4.3.2. - Pro tecti on j eu de bar r es

En cas de détection d'une surintensité par l'arrivée avec absence de surintensité sur tous les départs, l'au tom ate réen clen cheu r ordonne l'ouverture du disjoncteu r d'arrivée. Pour être efficace, cette protection devrait être la plus rap ide possible.

• En cas de défaut monophasé (homopolaire) La tem porisation doit cep en dant ten ir com pte d es différen tes tem porisations suivantes : - inhibition des protections (en viron 80 m s) ; - fonctionnem ent du shunt (environ 400 m s) ; - tem p o risatio n d es p ro tectio n s auto n o m es d es dép arts B • 6 1 - 2 2 Pa ge 3 3 (environ 700 m s).


Le réglage d e tem porisation est alors de l'ordre d e 1,2 s,ce qui ne p résente guère d 'intérêt par rapport au fonctionnem ent norm al de la protection EPA M I de l'arrivée.

• En cas de défaut polyphasé La tem porisation peu t être réd uite et seulem en t sup érieu re au tem p s d e fon ction nem en t d es p rotection s auton om es des dép arts,soit 900 m s. Elle pourrait être réd uite à 300 m s, m ais les p rotections autonom es n'ont plus leu r raison d'être. A insi, la solution p réco nisée p o ur cette fonction est donc l'abandon de la détection de seuilhom opolaire par l'arrivée.

Ne tenir compte que du courant de défaut polyphasé Ne transmettre au calculateur que l'information "détection de défaut polyphasé" et permettre le fonctionnement autonome des départs Pour un fonctionnem en t correct de l'autom atism e, il est nécessaire d e régler correctem en t dans l'autom atism e d u calculateu r la tem porisation appelée tC O N F de l'arrivée (tom e 4 B 74.2) ; t C O N F estune tem porisation configu rable d e l'autom atism e.

t CONF =900 s

4.4. - Protections arrivées et permutation transformateur HTB/HTA Les protections arrivées et leu r fonctionnem en t jouen t égalem en t un rôle d an s la b onne réalisation d'une p erm utation transform ateu r H T B /H TA .C ette perm utation transform ateu r perm et une rep rise de service p lus rap ide.Les dispositions correspondantes sont décrites dan s le B 61-21 "A utom atism e de perm utation transform ateur H TB /H TA (ATLT)".

B • 6 1 - 2 2

Pa g e 3 4

5 • Protections du transformateur HTB/HTA et des éléments associés 5.1. - Masse câble de la liaison disjoncteur HTB Transformateur HTB/HTA C ette protection existe si la liaison est en câble. Les couran ts m on op hasés H TB son t très élevés.O n p eut prend re com m e réglage 300 A sans tem porisation.

5.2. - Transformateur HTB/HTA 5.2.1. - Pr otecti ons i nter nes •Protection B uchholz : déclenchem ent instantané.

•Protection régleu r :déclen chem ent instan tan é. •A rrêt pom pes :déclenchem ent tem porisé 20 m inutes. 5.2.2. - Pr otecti ons ex ter nes Elles génèren t des alarm es. 5.2.3. - Pr otecti on m asse cuve La p rotection m asse cuve p rotège le transform ateur H TB /H TA . E lle est reliée au circu it d e terre d u p o ste p ar un e seu le connexion sur laquelle est installée une p rotection am pèrem étrique à tem ps constant.

Réglage Le réglage estle suivan t : •seuilam pèrem étrique : 80 à 100 A ; •tem porisation :instan tan ée sans réglage. D ans le cadre des dispositions im m édiates (150 A de courant de défaut) : •seuilam pèrem étrique : 50 à 60 A ; •tem porisation instan tan ée sans réglage.

5.3. - Protection de la liaison entre le transformateur HTB/HTA et l'arrivée 5.3.1. - Pr i nci p e Il s'agit d 'u n e p ro tectio n à m axim u m d 'in ten sité à tem p s constant.Les courants sont m esurés ainsi: •courant de p hase : deu x transform ateu rs de courant, ap pelés B ushings ; B • 6 1 - 2 2 • co u ran t h o m o p o laire : tran sfo rm ateu r d e co u ran t sur P a g e 3 5 con nexion de m ise à la terre du neutre H TA .

Pr otections du tra n sform ateu r HTB/HTA

Le rôle de cette protection estd'assurer : •la p rotection de la liaison entre tran sform ateur et tab leau H TA et des constituants de la grille H TA (TSA , transform ateu rs d'injection TC FM ,éventuellem ent im pédance d e n eutre) contre les défau ts (contournem en t d'isolateurs,an im au x,etc.). Po ur la p ro tectio n h om op o laire, elle p erm et d'assurer les au tres protections suivantes : •protection therm ique de l'im péd ance de m ise à la terre du neu tre ; •seco urs des protections m asse câbles, m asse grille, cu ve transform ateur; •éven tuellem en t le seco urs des protections ho m op olaires départs et arrivées. Notas :

1) C ette protection participe à la p rotection du transform ateu r H TB /H TA par détection et élim ination d'un défaut sur sa partie HTA. 2) Cette p rotection doit être coordonnée avec les protections d'arrivées (tem ps d'inhibition et de retom bée). 5.3.2. - Relai s a m p èr emé tr i qu e d e p h a se Il est réglé à deu x fois l'inten sité nom inale du transform ateu r H TA ; la valeur de 2 correspond à un coefficient de sécurité de 1,25 par rap port au réglage de la protection arrivée (technologie, dérive dan s le tem ps, dispersions des caractéristiques des capteu rs, tran sitoires à l'en clench em ent lors de p erm utation transform ateur,...).

Le réglage estiden tique p our : •le palier classique ; •le palier 86.

Ir = 2 In transformateur 5.3.3. - Rela i s am p èr emé tr i qu e ho mo p ol a i r e Le réglage doit être coordonné avec le réglage du relais hom opolaire am pèrem étrique d e l'arrivée :

Ir > 1,2 (Ir arrivée) max R em a r q u e s :

B • 6 1 - 2 2

Pa g e 3 6

• P o u r les p o stes d u p alier classiq u e, o n recherchera la valeur la plus élevée co m patible avec la tenue therm ique (80 A ) de l'im p édance de neutre :

Impédance RPN 40 Ω RPN 12 Ω RPN 80 Ω RPN 40 Ω + BPN 40 Ω

Courant 150 A 500 A 75 A 110 A

Protections du tra n sform ateu r HTB/HTA

ceci afin de laisser jouer au m axim um la rech erche d e terre résistante p our éviter autant que p ossible u n déclen chem en t d'arrivée. B ien en ten du, la valeu r de réglage d oit rester com patible avec l'élim ination d'un défau t franc sur la liaison. •Pour les postes du palier 86, il est recom m andé de m ettre en œ uvre une protection therm ique com plém entaire pour assurer la p rotection de l'im pédance d e n eutre. C ette p rotection est décrite dan s le B 61-21 au p aragrap he 6.6.2. Elle n'est pas réglable et elle com porte deux contacts : un pour le déclen chem en t et un pour la signalisation. Le con tact d e d éclen chem en t est m is en p arallèle avec le contact de la p rotection liaison. 5.3.4. - Rela i s de temp s La tem porisation estcelle d es arrivées H TA augm entée de 0,3 s.

t liaison = t arrivée + 0,3 s 5.3.5. - Pr ot ecti ons co mp lé ment a i r es de la mi se àla ter r e d u n eu t r e H TA C es protections,intégrées aux fonctions de base d'une tranche transform ateu r sont : •détection d'une rupture dans la connexion de neutre : - raccordem ent sur le T C de d étection de terre ; - sensibilité H TA de 50 m A à 500 m A ; - tem porisation de 8 h 00 m axi,réglable p ar pas •détection d'un co urt-circu it entre spires : - raccordem ent sur le T C hom opolaire ; - réglage H TA de 150 A à 1000 A ; - inhibition entre 100 m s et 300 m s.

C hacun de ces dispositifs élabore une alarm e sur dép assem ent de seuil.

5.4. - Grille HTA 5.4.1. - Pr i nci p e Les élém ents protégés de la grille H TA sont : le o u les tran sform ateu rs d'injection TC FM , le transform ateu r des services auxiliaires, la b obine d e p oint neutre éventuelle et les câb les de B • 6 1 - 2 2 liaisons.Les écran s des câbles de liaison s H TA son t unique- P a g e 3 7 m en t reliés à la m asse grille H TA .

Pr otections du tra n sform ateu r HTB/HTA

5.4.2. - R é gla ge Le réglage estle suivan t : •seuilam pèrem étrique : 80 à 100 A ; •tem porisation :instantanée sans réglage.

D ans le cadre d es dispositions im m édiates (150 A de courant de défaut) : •seuilam pèrem étrique : 50 à 60 A ; •tem porisation :instantanée sans réglage.

5.5. - Cas particulier : accélération de protection sur les transformateurs 225 kV/HTA D ans les p ostes D , il peu t être p ratiqué u ne accélération de protection dans le cas suivant: •défaut non vu par une arrivée H TA ; •défaut vu par les bushings du transform ateur H TB /H TA (protection phase) ; ce q ui en traîne le déclen chem en t instan tan é du disjoncteu r HTB. Pour éviter des accélérations intem pestives en cas de d éfaillance de l'arrivée lors de défau ts sur le réseau H TA , il est recom m andé de régler la valeu r de la tem porisation d'accélération à :

t accélération = t départ + 200 ms

B • 6 1 - 2 2

Pa g e 3 8

6 • Protection contre les défauts résistants Les protections à tem ps constant des départs ne perm ettent pas de détecter des courants de défaut hom opolaire inférieurs à leur seuilde réglage. C es défauts son t dus essentiellem en t à : •un conducteur tom bé au sol; • u n co n tact d u co n d u cteu r avec d es bran ch es d'arb res, pailles ... •des défauts d'isolem ent:neige,givre,isolateur fêlé. Le principe reten u est la m esure d u courant circulant dans la m ise à la terre du neutre H TA des transform ateurs H TB /H TA par un D étecteur de Terre Résistante (D TR). Le réglage du détecteur de terre doit être le plus faible possible. Ilestcom pris entre 0,5 A et 1,5 A . Le réglage est fonction du courant hom opolaire perm anent et tran sitoire.

0,5 A < Ir DTR < 1,5 A (le plus faible possible) Si le seuil de 1,5 A s'avère insuffisant, il co nvient d'identifier le phénom ène en cause (déséquilibre d es charges, saturation du transform ateu r H TB /H TA ...) et d'y rem éd ier.P ar exem ple, si le transform ateu r est générateur de tension hom opolaire, on peu t créer un point neutre avec une bobine de p oint neutre. N o t a : Ce DTR est ali mentépar u n tor e spé ci al d e rappor t 1/ 1,

placédan s la con n exi on de n eu tr e. Il satu r e pou r u n e valeu r de 10 A en vir on afi n de pr oté ger son cir cui t second ai r e, ce qu i per met d'assu r er en r etou r u n e bon n e sen si bi li té .

6.1. - Postes classiques La détection d'un courant de d éfaut par le d ispositif provo que l'ouverture successive des différents départs jusqu'à l'élim ination du défaut (rechercheu r de terre). Si un cycle com plet de recherche de terre s'est révélé inefficace, l'autom ate va provo quer l'ouverture du disjoncteu r arrivée H TA et le déclenchem entdu transform ateur H TB /H TA .

6.2. - Postes Palier 86 Les défau ts résistan ts sont détectés par les EPA TR.Toutefois,un défaut présent p endant plus de 165 secondes (supérieur au tem p s m axim al de fonction nem ent des EPAT R) provoq ue le déclenchem ent du transform ateur H TB /H TA .

B • 6 1 - 2 2

Pa ge 3 9

7 • Réglage du dispositif de commande d'un disjoncteur shunt 7.1. - Principe Le disjoncteur shunt est un ap p areil destiné à "éteindre" les défauts m onophasés fugitifs ; il est racco rdé au jeu de b arres H TA du réseau qu'il p rotège et p eu t connecter l'une q uelconque d es trois phases de ce réseau à la terre. Le d isjoncteur shu nt s'appuie sur un autom atism e qui va d étecter un défaut m onophasé p ar surveillance d e la circulation d'un courant dans la m ise à la terre du neutre H TA ainsi que de la phase en défaut par un sélecteu r de p hase qui va surveiller l'évolution des tensions des trois phases par rap port à la terre.

7.2. - Coefficient K Le sélecteur de p hase com pare chacun e d es tensions sim ples m ultiplié p ar √3 p ar rapport à la tension com posée des deux autres p hases. C e rapport est égal à : K1 =

K2 =

K3 =

√3 V 1 U 23

√3 V 2 U 31

√3 V 3 U 12

Pour le réglage, les com portem ents des phases 1, 2 et 3 étant iden tiques,K 1 sera égal à K 2 et K 3, soit: •K = K 1 = K 2 = K 3

7.3. - Réglage du sélecteur de phase Le sélecteur de p hase d oit avoir la p lus gran de sensibilité p ossible ; com pte tenu des im précisions de la chaîne d e m esure des m atériels existants,la valeur préconisée est:

K = 0,95 A la valeu r du coefficien t K est associé un couran t circulant dans la m ise à la terre du neutre ; ce co urant dép end à la fois B • 6 1 - 2 2 de la résistance du défaut, de la valeu r de l'im péd ance d e m ise Pa ge 4 1 à la terre du neu tre et des caractéristiques du réseau H TA (courant 3 Io).

Ré glage du di sposi ti f d e comm an de d'u n di sjon cteu r shu n t

7.4. - Réglage du courant dans la mise à la terre du neutre HTA C e réglage doit être h om ogène avec la balance vo ltm étrique. C elle-ciayantune sensibilité de 95 % ,le réglage du seuildoitêtre inférieur à 5 % de la valeur m axim um du courantdans le neutre. Si on pren d un coefficien t de sécurité = 0,8 la valeu r de réglage est do nc p rise égale à 4 % de la valeur m axim um du courant dans le neutre.

7.5. - Autres réglages 7.5.1. - Temp s de f er metu r e des pôles C ette tem porisation est réglab le ; elle doit être à la fois assez faible p our éviter de m aintenir trop longtem ps un courant de défaut im portant et assez longue pour obten ir l'extinction du défaut.

La valeu r reten ue est :

Temps de fermeture des pôles = 0,25 s 7.5.2. - Ver r ou i llage de l'au tom ati sme shu nt A près fonctionnem ent d'un pôle, l'autom atism e (pour les m atériels récents) est verrouillé pour éviter tout risque de défau t do ub le.

En effet, ap rès extinction d'un arc, l'air reste ionisé duran t quelques secondes ; en cas de fonctionnem ent im m édiat d'un au tre p ôle, il y a risqu e d e réam orçage d u défau t et donc risque d e d éfaut double. La tem porisation de ce verrouillage estpréco nisée à :

Temporisation verrouillage automatisme = 2 s C ette d isposition perm et d'inhiber la tem porisation de confirm ation de courant de n eu tre.C ette tem porisation était nécessaire pour les m atériels qui au torisaien t les fonctionnem ents successifs des pôles et en traînaien t ainsi le d éclen chem en t de l'arrivée. 7.5.3. - Ver r ou i lla ge d'un p ôle ap r ès f oncti onnement A près fonctionnem en t d'un pôle, le shu nt est verrouillé sur cette p hase pour laisser exécu ter un cycle co m plet éven tuel (rapide,lent 1 et lent 2). B • 6 1 - 2 2

Pa g e 4 2

En effet, si le fonctionnem ent était autorisé, il y aurait risque d'une succession de fonctionnem en ts du shunt et de cycle rap ide. La tem porisation estfixée en usine à 60 s.

B.61-22 Reglage Des Protections

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