Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
Les réseaux électriques représentent une partie importante des investissements réalisés par les gestionnaires. Constamment exposés aux agressions naturelles comme la foudre par exemple, ces réseaux peuvent être amenés à subir des perturbations. Dans ce cas, la qualité du service rendu et la longévité du matériel en sont évidemment impactées. Le but de la protection est donc d'identifier rapidement tout défaut ou situation anormale susceptible d'endommager le réseau, et de mettre en place une action préventive ou corrective. Cet article concerne la protection des transformateurs et des jeux de barres (sachant qu'un réseau électrique est composé d'autres éléments comme les lignes ou les câbles). Les principes de protection et les relais plus particulièrement adaptés à ces éléments y sont donc détaillés, ainsi que l'intérêt des techniques numériques sur les systèmes de protections.
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Electrical networks represent a considerable part of the investments made by managers. Constantly subjected to natural aggressions such as lightning strikes for instance, these network can undergo perturbations. In this case, the quality of the service provided and the longevity of the material are evidently impacted. The aim of protection is thus to rapidly identify any fault or anomalous situation that could damage the network and set up a preventive or corrective action. This article deals with the protection of transformers and busbars (bearing in mind the fact that an electrical network also includes other elements such as power lines or cables). The principles of protection and relays more specifically adapted to these elements are thus detailed, as well as the advantages of digital techniques for protection systems.
Auteur(s)
-
Jean-Luc CHANELIÈRE : Ingénieur de l'École supérieure d'électricité - RTE EDF Transport - Centre national d'expertise réseaux -
INTRODUCTION
Ce dossier fait partie d'une série sur la « Protection des réseaux de transport et de répartition » :
-
« Protection contre les courts-circuits et les défauts d'isolement» [D 4 801] ;
-
« Protection des barres et des transformateurs » [D 4 803] ;
Dans le dossier [D 4 801] « Protection des réseaux de transport et de répartition, contre les courts-circuits et les défauts d'isolement », les points suivants ont été abordés :
-
les performances et contraintes imposées aux protections par les différents types de réseaux ;
-
la présentation de la classification des protections couramment admise au plan international ;
-
un rappel sur l'influence des régimes transitoires sur le comportement des protections.
Dans le dossier [D 4 802] « Protection des lignes et des câbles de transport et de répartition », les points suivants ont été abordés :
-
la description des principes de mesures des relais dédiés aux lignes aériennes ;
-
la description des principes de mesures des relais dédiés aux câbles souterrains.
Le présent dossier décrit les principes de protections et les relais plus particulièrement adaptés aux jeux de barres et aux transformateurs. L'apport et l'intérêt des techniques numériques sur les systèmes de protections est également abordé.
En conformité avec le langage courant, nous conservons les notations THT (225 et 400 kV) et HT (63 et 90 kV) bien que la dénomination actuelle (UTE C 18-510) soit HTB pour toutes les tensions supérieures à 50 kV.
Le lecteur pourra se reporter aux autres dossiers de la rubrique « Protection et automatisation » :
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Protection des transformateurs
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1. Protection des jeux de barres
Un défaut sur un jeu de barres est, la plupart du temps, très contraignant pour le réseau (courant de court-circuit élevé et grand nombre d'ouvrages à mettre hors service pour éliminer le défaut). Il doit donc être éliminé rapidement. Sans protection spécifique, un tel défaut est éliminé par les protections de distance des postes adjacents en un temps de 2e zone (250 à 600 ms) dans le cas le plus favorable (cf. [D 4 804]).
Le rôle des protections de barres est d'améliorer la situation en éliminant le plus rapidement et le plus sélectivement possible tout type de défaut survenant dans la zone des barres.
1.1 Protection différentielle de courant des barres
C'est la protection la plus utilisée pour protéger les jeux de barres car elle est très rapide et sélective. Elle est la plus efficace pour garantir l'élimination sûre de tout défaut barres.
Il en existe une grande variété qui peuvent être classées en trois catégories fonctions de l'impédance du relais de courant (haute, moyenne ou basse impédance).
La mesure s'effectue en général phase par phase. Un jeu de trois relais de courant (1 par phase) est nécessaire par nœud (sommet) électrique ou zone de barres.
Une zone est une section ou un tronçon de barres qui peut être isolé en exploitation normale soit par des disjoncteurs, soit par des sectionneurs.
Le principe de mesure consiste à réaliser pour chacune des phases la somme vectorielle des courants entrant et sortant d'une même zone (figure 1).
En régime normal,
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Protection des jeux de barres
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PÉLISSIER (R.) - Les réseaux d'énergie électrique. - Tome 2, Dunod (1971).
-
(2) - HENRIET (P.) - Fonctionnement et protection des réseaux de transport d'électricité. - Gauthiers-Villers (1958).
-
(3) - VAN (C.) , WARRINGTON (A.R.) - Protective relays. Their theory and practice. - Vol. 2, Springer (1978).
-
(4) - BLACKBURN (J.L.) - Protective relaying. Principles and applications. - CRC Press, 3e éd. (1987-2007).
-
(5) - Practical Power System Protection. - HEWITSON-BROWN-BALAKRISHNAN. Elsevier (ouvrage d'introduction) (2004).
-
(6) - Application Guide on Protection of Complex Transmission Network Configurations. - CIGRE SC34 WG34.04 (1992).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Protection des réseaux de transport et de répartition : présentation.
-
Protection des lignes et des câbles de transport et de répartition.
-
Protection des réseaux à moyenne tension de distribution publique.
-
Protection des réseaux à basse tension de distribution publique.
NORMES
-
Vocabulaire électrotechnique International. Chapitre 448. Protection des réseaux d'énergie - CEI 60050-448 - 12-95
-
Relais électriques - CEI 60255 -
-
Communication networks and system in substations - IEC 61850 - 12-09
1.1 Constructeurs (liste non exhaustive)
Areva http://www.areva-td.com
Siemens http://www.siemens.com
HAUT DE PAGE
CIGRE Conseil International des Grands Réseaux Électriques http://www.cigre.org
SEE Société de l'Électricité, de l'Électronique et des Technologies de l'Information et de la Communication http://www.see.asso.fr
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