DIRECTION INSTITUT ALGERIEN DU PETROLE Direction Ecole de Boumerdes Département pédagogique Transport, Maintenance et Instrumentation Mémoire de fin de formation de professionnalisation en Electricité T Thhèèm mee Vérification et correction de la sélectivité électrique au niveau du complexe GL3Z Réalisé par : Suivi par : Mr. BELHADJ HACEN Mohamed Amine Mr. DJALTI Riad M. CHERIFI Imane Mr. BENTARZI Hamid Session Avril 2018 / Groupe : Electricité . Dédicaces A mon père, école de mon enfance, qui a été mon ombre durant toutes les années des études, Que dieu les protèges. A mon frère YOUCEF A mon très cher binôme Imane A mes deux encadreur Mr.Djalti et Mr.Bentarzi iane, Abdelhak, Baghdad, Bouameur, Faycel. A tous ceux qui me sont chers. Je dédie ce travail. Mohamed Amine. Dédicaces A ma très chère mère KARIMA Quoi que je fasse ou que je dise, je ne saurai point te remercier comme il se doit. Ton affection me couvre, ta bienveillance me guide et ta présence à mes côtés a toujours été ma source de force pour affronter les différents obstacles A mon cher père Tu as toujours été à mes côtés pour me soutenir et gratitude et mon affection. ce travail traduit ma A mes trois chers frères Ghanem, Abdelhamid, Mehdi. A ma très chère grand-mère Puisse Dieu vous donne santé, bonheur courage et surtout réussite A mon très cher binôme Mohamed Amine A mes deux encadreur Mr.Djalti et Mr.Bentarzi Fayçal, Samia, Khadidja, Amel, Sarah Bouchra, Leila. A tous ceux qui me sont chers. Je dédie ce travail. Imane. Remerciements : facultés santé, patience et courage afin de réaliser ce travail. Nous voici donc au moment des remerciements qui constituent la touche finale de ce rapport, bien que cette partie apparaisse paradoxalement au début. Au travers de ces quelques lignes se rappeler les bons moments forcément nombreux durant ces 3 mois. Le travail présenté dans Algérien du Pétrole. DJALTI.R ingénieur au département Technique du complexe GL3Z et Monsieur BENTARZI Professeur Bougera leurs excellentes compétences scientifiques et remarques judicieuses. Ce manuscrit doit beaucoup à ses nombreuses et nécessaires précisions et corrections et leurs conseils constructifs pour mener à bien ce travail. Cela va avec la manière de mettre tous les avantages pour aboutir et réussir. Ces orientations nous ont profondément marquées et on espère pouvoir continuer à en tirer les profits pendant la carrière à venir. On leur suit moments cruciaux où des ambigüités semblaient difficiles à surmonter. Résumé La sélectivité est une technique qui consiste à coordonner les protections de manière à ce it, Après avoir eu un défaut « Blackout un relais ne sont pas sélectives. Ce travail consiste à faire une étude sur les relais numérique de type SEL751-A du complexe en modélisant le réseau électrique et implémenter ces relais numériques dans toutes les sous stations électrique en utilisant la simulation par logiciel « ETAP », et par la suite analyser les résultats et faire une interprétation des courbes de protection. A la fin de ce travail, une action corrective sur la sélectivité sera faite et des recommandations seront soumises. Mots Clés : Sélectivité, Blackout, Relais numérique, Simulation, ETAP. Table des Matières Liste des abréviations Liste des tableaux Liste des figures Liste des annexes Introduction générale Chapitre 1 : Présentation de la SONATRACH et du complexe GL3Z 1.Introduction 1 2 2 1.1 2.1 Structure et fonctionnement du réseau électrique____ 3 1.2 2.1.1 La production 3 1.3 2.1.2 Le transport 3 1.4 2.1.3 La répartition 4 1.4.1 2.1.4 La distribution 4 1.4.2 2.2 La conduite actuelle du réseaux électriques 5 1.4.3 2.2.1 La gestion du réseau électrique 6 1.4.4 3.1 Le mécanisme de formation des incidents majeurs 7 1.5.4. Cascade de surcharge 7 3. 1 . 1 Duréedeviedegggg 1.5.4.2 3.1.2 Rupture de synchronisme Capacité de 7 3.1.3 Ecroulement de tension 3.1.4 Ecroulement defréquence 3.2 Le réglage de réseau(réglage de fréquence) 8 3.2.1 Les differents niveaux du réglade de la fréquence 3.2.2 Les réglaes secondaires 3.2.3 Le réglage tertiaire IV.1 Architecture des réseaux de distribution [5] IV.1.1.Structure des postes HTB/HTA IV.2.Différentes topologies de réseaux de distribution [3] 8 8 9 10 IV.2.1. Les réseaux ruraux IV.2.2. Les réseaux urbains V. Conclusion Chapitre 2 : Réseau et protection électrique du complexe GL3Z 14 2.1 Le réseau électrique du complexe GL3Z. 14 2.1.1 Les niveaux de tentions au niveau du complexe GL3Z. 14 2.1.2 15 2.1.3 Les GTGs (51-MJ01-A/B/C/D). 15 2.1.4 Les tableaux électriques de chaque sous-station. 15 2.1.4.1 Sous-station 1. 16 2.1.4.2 Sous-station 2. 16 2.1.4.3 Sous-station 3. 17 2.1.4.4 Sous-station 4. 17 2.1.4.5 Sous-station 5. 17 2.1.4.6 Sous-station 7. 18 2.1.5 Les Salles électriques. 18 2.1.6 Identification des tableaux des transformateurs utilisés dans le schéma de distribution. 2.1.7 19 (Les EDGs). 2.1.8 Les alimentations sans interruption « ». 20 22 2 .2Les protections électrique 25 2.2.1 La protection des réseaux électriques. 25 2.2.2 Description du système de protection. 25 2.2.3 26 2.2.4 Les type de protections électriques. 26 2.3 La Sélectivité électrique de protection. 27 2.3.1 Sélectivité Ampèremétrique. 28 2.3.2 Sélectivité chronométrique. 29 2.3.3 Sélectivité logique. 30 2.3.4 Sélectivité par protection directionnelle. 31 2.4 Les relais de protection. 32 2.4.1 Relais de protection SEL 751-A. 32 2.4.2 Relais de protection SEL-311L. 34 2.4.3 Relais de protection SEL-787. 35 2.4.4 Relais de protection SEL-710. 36 2.5 Conclusion. 36 Chapitre 3 : Etude du cas de déclenchement général « Blackout » 37 3.1 Analyse du déclenchement BLACKOUT survenue au niveau du complexe GL3/Z. 37 3.1.1 Introduction. 37 3.1.2 37 3.1.3 43 3.2 Simulation de la séquence de déclenchement. 43 3.3 Introduction du logiciel ETAP. 44 3.3.1 Les différents modes du logiciel ETAP. 44 3.3.1.1 Edit mode. 44 3.3.1.2 Study mode. 44 3.4 Modélisation du réseau électrique industriel GL3/Z. 45 3.4.1 Implémentation des donnés des GTG « Gaz Turbine Generator ». 46 3.4.2 Implémentation des données des Transformateurs de puissance. 47 3.4.3 48 3.5 Synoptiques des Sous-stations 1 et 7. 51 3.6 Implémentation des données des Relais de protection SEL751A. 52 3.7 Conclusion. 58 Chapitre 4 : Interprétation des résultats de simulation et actions correctives 59 4.1 Simulation de la séquence du déclenchement. 59 4.2 Interprétation des résultats de la simulation. 61 4.3 Actions correctives. 63 4.3.1 Calcul du réglage de seuils de protection des départs et arrivées des tableaux électriques. 63 Conclusion générale 67 Bibliographie 68 Annexe A : Etude du cas de déclenchement général « Blackout » 69 Annexe A.1 : data Sheet des GTG. 69 Annexe A.2 : Cordonnées des GTG. 70 Annexe A.3 : Cordonnées des GTG. 71 Annexe A.4 : Cordonnées des câbles électriques. 72 Annexe A.5 : Cordonnées des câbles électriques. 73 Annexe A.6 : Synoptique de la sous-station 2. 74 Annexe A.7 : Synoptique suite de la sous-station 2. 74 Annexe A.8 : Synoptique suite 2 de la sous-station 2. 75 Annexe A.9 : Synoptique de la sous-station 3. 76 Annexe A.10 : Synoptique suite de la sous station 3. 77 Annexe A.11 : Synoptique de la sous-station 4. 78 Annexe A.12 : Synoptique de la sous-station 5. 79 Annexe A.13 : Synoptique suite de la sous-station 5. 80 Annexe A.14 : Liste des codes ANSI. 82 Annexe A.15 82 Annexe A.16 83 Annexe A.17 : Schéma logique de la fonction SV02. 84 Liste des abréviations Acronyme Explication GNL3/Z Gaz naturel liquéfié 3, Arzew GP1/Z Gaz pétrole liquéfié 1, Arzew AMDEA Amine méthyle diéthylamide activé SONELGAZ Société nationale de l'électricité et du gaz GTG Gaz turbine generator EDG Emergency Diesel generator UPS Uninterruptible Power Supply HT High Tension MT Medium Tension BT Basse Tension GE General Electric SONATRACH Société nationale pour la recherche, la production, le transport, la transformation, et la commercialisation des hydrocarbures CCR Central control room ADM Administration SBH Switch board high voltage SBL Switch board low voltage ESBM Emergency switch board medium voltage MCC Motor Control Center TMH Transformer medium/ high voltage THM Transformer high/ medium voltage TML Transformer medium/ low voltage ASI Alimentation sans interruption SEL Schweitzer Engineering Laboratories OC Overcurrent Relay SER Sequence event report SV Selogic variable ATS Automatic transfer switch VB Vertual bits GOOSE Global object oriented substation event CB Circuit breaker CT Current tranformer ETAP Electrical transient analysis program CTR Current transformer ratio Liste des tableaux Tableau 1.1: Description des Unités...................................................................................................... 10 Tableau 2.1: Les tableaux électriques de la SS 1 .................................................................................. 16 Tableau 2.2: Les tableaux électriques de la SS 2 .................................................................................. 16 Tableau 2.3: Les tableaux électriques de la SS 3 .................................................................................. 17 Tableau 2.4: Les tableaux électriques de la SS 4 .................................................................................. 17 Tableau 2.5: Les tableaux électriques de la SS 5 .................................................................................. 18 Tableau 2.6: Les tableaux électriques de la SS 7 .................................................................................. 18 Tableau 3.1: Paramètres des génératrices A/B/C/D .............................................................................. 46 Tableau 3.2: Paramètres des transformateurs de puissance................................................................... 47 Tableau 3.3: elais numérique ................................................................ 49 Tableau 4.1: Calcul des nouveaux seuils de déclenchement ................................................................. 65 Liste des figures Chapitre 1 : Présentation de la SONATRACH et du complexe GL3/Z Figure 1.1 La dimension internationale de la SONATRACH Figure 1.2 4 5 Figure 1.3 Situation géographique du complexe GL3/Z 5 Figure 1.4 Prise aérienne du complexe GL3/Z 6 Figure 1.5 Organigramme officiel du GL3Z 7 Figure 1.6 Présentation du complexe 9 Figure 1.7 Plan général du complexe GL3Z 13 Chapitre 2 : Réseau et protection électrique du complexe GL3/Z Figure 2.1 Distribution des niveaux de tensions 15 Figure 2.2 Schéma de distribution normale 20 Figure 2.3 Schéma de distribution de secours 21 Figure 2.4 22 Figure 2.5 24 Figure 2.6 24 Figure 2.7 Dispositif ou chaine de protection 25 Figure 2.8 Les différents types de courbes 27 Figure 2.9 Principe de la sélectivité Ampérmètrique 29 Figure 2.10 Principe de la sélectivité Chronométrique 30 Figure 2.11 Principe de la sélectivité logique 31 Figure 2.12 Principe de la sélectivité directionnelle 31 Figure 2.13 Les éléments de protection du relais SEL-751A 32 Figure 2.14 Schéma unifilaire typique d'un système industriel 33 Figure 2.15 35 extrémités Figure 2.16 ique par les relais SEL-787 35 Figure 2.17 -787 36 Chapitre 3 enchement général « Black-out » Figure 3.1 Schéma de séquence de déclanchement 38 Figure 3.2 Tendanc 39 Figure 3.3 Tendance du relais OC2 protégeant le départ 50-01-TML6 (Sous-station 1) 40 Figure 3.4 Tendance du relais OC4 protégeant le départ 50-01-ESBM-1B (Sous-station 7) 41 Figure 3.5 Le diagramme logique de l'ATS 42 Figure 3.6 Figure 3.7 43 les différents modes disponibles sur ETAP 45 Figure 3.8 46 Figure 3.9 puissance 48 Figure 3.10 50 Figure 3.11 Synoptique de la sous station 1 51 Figure 3.12 Synoptique de la sous station 7 52 Figure 3.13 Implémentation du relais ATS « Automatic transfert switch » 52 Figure 3.14 Implémentation du relais de protection arrivée (feeder to) 50-01-TML-6 53 Figure 3.15 Courbe de protection [50/51] du relai numérique arrivée (Feeder to) transformateur 50-01-TML-6 Figure 3.16 Implémentation du relais de protection départ (Incoming from) 50-01-TML-6 Figure 3.17 Courbe de protection 50/51 du relais numérique départ (Incoming) transformateur 50-01-TML-6 du 53 54 du 54 Figure 3.18 Implémentation du relais de protection départ (Incoming from) 50-07-ESBM-1 B 55 Figure 3.19 Courbe de protection [50/51] du relais numérique départ (Incoming from) 50-07ESBM-1 B 55 Figure 3.20 Implémentation du relais de protection arrivée (feeder to) 50-07-ESBM-1 B 56 Figure 3.21 Courbe de protection [50/51] du relais numérique arrivée (feeder to) 50-01ESBM-1 B 57 Figure 3.22 Courbe de protection [50/51] des relais numériques OC1/OC2/OC3/OC4 57 Chapitre 4 : Interprétation des résultats de simulation et actions correctives Figure 4.1 60 Figure 4.2 Exemple de la sélectivité électrique (ampermetrique) 61 Figure 4.3 Courbe de protection des quatre relais numérique étudiés lors du déclenchement. 62 Figure 4.4 Figure 4.5 66 Courbe de protection [50/51] des trois relais numérique après correction. 67 Liste des annexes Annexe A.1 : Data sheet des GTG ............................................................................................................. Annexe A.2 : ........................................................................................................ Annexe A.3 : ......................................................................................................... Annexe A.4 : ...................................................................................................... Annexe A.5 : ...................................................................................................... Annexe A.6 : Synoptique de la sous-station 02 .......................................................................................... Annexe A.7 : Synoptique suite de la sous-station 02 Annexe A.8 : Synoptique suite 2 de la sous-station 02 Annexe A.9 : Synoptique de la sous-station 03 ................................................................................. .............................................................................. .......................................................................................... Annexe A.10 : Synoptique suite de la sous-station 03 ............................................................................... Annexe A.11 : Synoptique de la sous-station 04 ........................................................................................ Annexe A.12 : Synoptique de la sous-station 05 ....................................................................................... Annexe A.13 : Synoptique suite de la sous-station 05 Annexe A.14 : Liste des codes ANSI ............................................................................... ........................................................................................................ Annexe A.15 : Schéma logique .................................................................................................. Annexe A.16 ................................................................................................. Annexe A.17 : Schéma logique de la fonction SV02 ................................................................................. Introduction générale Introduction générale moment. Cela passe par une vision globale et en temps réel des paramètres électriques de exploitées a partir de produits et autour de bus de terrain qui incorporent de plus en plus des produits intelligents, tels que les relais de protection numériques et les logiciels de contrôle et de supervision. blackout su secondaire du transformateur 50-01-TML-6, provoquant ainsi un déclenchement électrique en cascade. u complexe GL3/Z en se basant sur la modélisation de ce dernier par logiciel ETAP. Pour mener à bien notre projet nous avons élaboré le plan suivant : complexe GL3/Z en particulier. [1] Le second chapitre sera consacré à la présentation du réseau électrique du complexe GL3/Z et les différents types de protection ainsi que la sélectivité électrique. [2] éclenchement générale du complexe GL3/Z et la simulation de ce défaut en modélisant le réseau électrique et en implémentant les relais de protections numérique. [3] ous terminerons avec une action corrective et des recommandations. [4] Une conclusion générale sera donnée à la fin de ce travail. [Vérification et correction de la sélectivité électrique au niveau du complexe GL3Z] 1
