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RÉSUMÉ
La mise en œuvre d’un plan de protection exige une bonne connaissance des phénomènes électrotechniques qui se produisent lorsqu’un défaut affecte un réseau de distribution publique à moyenne tension. La circulation des courants en cas de défaut à la terre et le mécanisme d’apparition/disparition des défauts à la terre sont deux éléments essentiels pour d’une part, choisir des protections bien adaptées, d’autre part, déterminer des réglages pertinents. Les protections ampèremétriques ont des performances limitées en cas de défaut à la terre lorsque le neutre est mis à la terre par une impédance fixe, mais pouvant être améliorées grâce à des protections directionnelles. Ces protections sont d’ailleurs indispensables lorsque le régime de neutre est de type compensé, exigeant de disposer également d’une impédance de neutre réglable. Les évolutions actuelles des réseaux, en particulier le développement de la production décentralisée et l’installation d’indicateurs de passage de défauts sur le réseau, sont des éléments à prendre en considération.
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The implementation of a protection plan requires a sound knowledge of electro-technical phenomena that occur when a fault affects a medium voltage pubic distribution network. Current flow in the event of an earth fault and the appearance/disappearance of an earth fault mechanism are two essential elements that need to be considered when choosing suitable protection and identifying applicable settings. Amperometric protections have limited performances in the event of an earth fault where the neutral is earthed through fixed impedance, but improvements can be made with directional protections. Such protections are indispensable in a compensated neutral system, requiring the use of adjustable impedance. Current developments in networks, in particular the development of distributed generation and the installation of fault passage indicators on the network, are factors that need to be taken into consideration.
Auteur(s)
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Michel ODDI : Ingénieur de l'École supérieure d'électricité - Ingénieur senior à EDF Recherche et développement
INTRODUCTION
Les principes de construction du plan de protection d'un réseau de distribution publique à moyenne tension sont exposés dans le dossier [D 4 811] qui attire, en particulier, l'attention sur l'importance régime de neutre pour la maîtrise des courants de défaut à la terre et pour la qualité de fourniture.
La protection contre les défauts polyphasés est principalement basée sur des protections simples et faciles à régler, les protections ampèremétriques à temps constant traitées dans ce dossier [D 4 812], utilisables quel que soit le régime de neutre, mais la protection contre les défauts à la terre exige des dispositifs adaptés au type de régime de neutre. On peut utiliser des protections ampèremétriques dans le cas d'un neutre mis à la terre par une impédance de faible valeur, mais les réglages doivent être déterminés avec soin.
Les performances de ces protections ampèremétriques sont limitées, mais on peut améliorer la sensibilité du plan de protection en les rendant directionnelles. Dans le cas d'un réseau à neutre compensé, des protections directionnelles de terre sont indispensables, de même qu'un système de réglage de leur impédance de compensation.
Les évolutions actuelles des réseaux de distribution publique, notamment, l'arrivée de productions décentralisées et la nécessité d'améliorer la qualité de fourniture, exigent des compléments de protection dans les postes primaires et entraînent de nouveaux développements sur les matériels existants comme par exemple les indicateurs de passage de défaut. Tous ces compléments et développements font l'objet du troisième dossier [D 4 813].
VERSIONS
- Version courante de déc. 2023 par Michel ODDI
DOI (Digital Object Identifier)
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6. Détection des défauts résistants
6.1 Protections centralisées ampèremétrique et voltmétrique
Les défauts résistants et très résistants sont toujours de type stable, même sur les réseaux à neutre compensé, ce qui permet d'utiliser les composantes symétriques (théorème de Fortescue) pour les calculs. On a identifié, précédemment, les limites des protections ampèremétriques et des protections wattmétriques de départ en présence de défauts à la terre. Pour les défauts résistants et très résistants que ces protections sont incapables de détecter, on fait appel depuis très longtemps à des protections centralisées utilisant, en fonction du régime de neutre, un critère ampèremétrique ou un critère voltmétrique.
Lorsque le neutre MT est de type faiblement impédant, on mesure généralement le courant circulant dans le neutre MT car la circulation d'un courant significatif y est révélatrice de la présence d'un défaut monophasé sur le réseau (ou d'un défaut biphasé-terre). Lorsqu'il est de type compensé, on mesure le plus souvent la tension homopolaire ou plus précisément la tension résiduelle synonyme de la présence d'un défaut monophasé (ou d'un défaut biphasé terre).
La circulation d'un courant dans le neutre ou la présence d'une tension résiduelle traduit la présence d'un défaut à la terre, mais sans connaître le départ défectueux. On peut évaluer rapidement la sensibilité de ces protections, c'est-à-dire la résistance maximale de défaut qu'elles sont capables de détecter en considérant le schéma homopolaire équivalent de la figure 29.
-
Réseau à neutre faiblement impédant
En première approximation, on peut écrire que le courant de défaut est égal au courant résiduel circulant dans le départ en défaut (on néglige son courant capacitif). Le courant dans le neutre est alors égal au courant de défaut divisé par le coefficient β. Comme ce courant est faible, on peut, en deuxième approximation, considérer que la tension V0 est nulle par rapport à la tension Vn . Pour un réseau classique, le coefficient β est voisin de 1. Pour un réseau fonctionnant sous 12 kV, si le réglage de la protection est de 1 A, l'ordre...
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Détection des défauts résistants
BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Plan de protection des réseaux de distribution publique à moyenne tension. Principes.
-
Plan de protection des réseaux de distribution publique à moyenne tension. Évolutions récentes et compléments électrotechniques.
-
Raccordement de la production décentralisée aux réseaux à moyenne tension.
NORMES
-
Arrêté technique – Conditions techniques auxquelles doivent satisfaire les distributions d'énergie électrique - UTE C11-001 -
-
Postes de livraison établis à l'intérieur d'un bâtiment et alimentés par un réseau de distribution publique HTA (jusqu'à 33 kV) - NF C13-100 -
-
Effets du courant sur l'homme et les animaux domestiques – Partie 1 : Aspects généraux - CEI 60479-1 -
-
Effets du courant sur l'homme et les animaux domestiques – Partie 5 : Valeurs des seuils de tension de contact pour les effets physiologiques - CEI 60479-5 -
-
Vocabulaire Électrotechniques International – Partie 195 : Mise à la terre et protection contre les chocs électriques - CEI 60050-195 -
-
Réseaux et systèmes de communication dans les postes - CEI 61850 -
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