SÉLECTIVITÉ DES PROTECTIONS OBJECTIFS - Choisir un dispositif assurant une protection sélective pour les réseaux en antenne. - A partir d’un document constructeur, déterminer les réglages nécessaires au bon fonctionnement du dispositif de protection PLAN: 1. Techniques de sélectivité 2. Sélectivité Ampèremétrique 3. Sélectivité chronométrique 4. Sélectivité logique 5. Sélectivité différentielle 6. Disjoncteurs spéciaux 7. Tableaux de correspondance 1-techniques 2-Ampèremétrique 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. 1-techniques 2-Ampèremétrique 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. é t i v i t c e l é S 1-techniques 2-Ampèremétrique 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. s a P e d é t i v i t c e l sé 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 Ampèremétrique • Temps de déclenchement sélectivité chronométrique Une technique plus élaborée sélectivité logique 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique Définitions des paramètres IIrmA rmA : seuil de réglage du déclencheur magnétique Réseau en antenne du disjoncteur A IIccA ccA : intensité maximale du courant de court-circuit au point A IrmA IccA A IIrmB rmB : seuil de réglage du déclencheur magnétique du disjoncteur B B IrmB IccB IIccB ccB : intensité maximale du courant de court-circuit au point B Situation du problème Assurer une protection sélective dans le cadre d’un court-circuit survenant au point B 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 1. Sélectivité totale 2. Sélectivité partielle t(s) IrmA IccA A B IrmB IccB I (A) 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 1. Sélectivité totale t(s) DB DA IrmA IccA A B IrmB IccB I (A) 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 1. Sélectivité totale t(s) DB DA IrmA IccA A Id Quelque soit la nature du court-circuit en B, l’intensité du courant ne peut atteindre le seuil IrmA de déclenchement du disjoncteur A I (A) IrmB IrmA IccB IccA IrmB IccB B Id IccB < IrmA Sélectivité totale 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) DB DA IrmA IccA A Id IrmB IccB B Id I (A) IrmA IccB 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) DB DA IrmA IccA A Id suivant la nature du court-circuit en B, l’intensité du courant peut atteindre le seuil IrmA de déclenchement du disjoncteur A IrmB IccB B Id I (A) IrmA IccB 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) DB DA IrmA IccA A Id suivant la nature du court-circuit en B, l’intensité du courant peut atteindre le seuil IrmA de déclenchement du disjoncteur A Zone 1 IrmA I (A) IrmB IccB B Id Zone 1 : seul le disjoncteur B s’ouvre IccB 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) DB DA IrmA IccA A Id suivant la nature du court-circuit en B, l’intensité du courant peut atteindre le seuil IrmA de déclenchement du disjoncteur A Z o n e 2 I (A) IrmA IrmB IccB B Id Zone 2 : les disjoncteurs A et B s’ouvrent IccB 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle t(s) DB DA IrmA IccA A Id suivant la nature du court-circuit en B, l’intensité du courant peut atteindre le seuil IrmA de déclenchement du disjoncteur A I (A) IrmA IccB IrmB IccB B Id IccB > IrmA Sélectivité partielle 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 2 – Sélectivité Ampèremétrique On distingue deux degrés de sélectivité : Réseau en antenne 2. Sélectivité partielle La sélectivité totale Ampèremétrique est souvent impossible car l’écart entre IccA et IccB est généralement insuffisant. Elle est partielle et limitée à l’intensité de réglage magnétique du disjoncteur amont IrmA IccA A Id IrmB IccB B Domaine d’utilisation Id Dans les cas où les courants de courts-circuits sont très différents aux niveaux A et B : • Exemple : distribution BT, les impédances des liaisons limitent les courants de courts-circuits 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 3 – Sélectivité chronométrique Réseau en antenne Situation du problème Assurer une protection sélective dans le cadre d’un court-circuit survenant au point B A B 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 3 – Sélectivité chronométrique Définitions des paramètres tNDA : temps de non déclenchement du Réseau en antenne déclencheur magnétique du disjoncteur A tTCA : temps total de coupure du disjoncteur A tNDA tTCA A tNDB : temps de non déclenchement du déclencheur magnétique du disjoncteur B B tNDB tTCB tTCB : temps total de coupure du disjoncteur B Chaque disjoncteur est défini pour un courant donné par : • Un temps de non déclenchement (tND) • Un temps total de coupure (tTC) 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 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) DB tNDA tTCA A B tNDB tTCB tTC tND I (A) 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 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) DB DA tNDA tTCA A B tNDB tTCB I (A) 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 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) DB DA tNDA tTCA A B tNDB tTCB Elle nécessite : tNDA tTCB I (A) • 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-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 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) DB DA tNDA tTCA A B tNDB tTCB Elle nécessite : Temps de non déclenchement tNDA tTCB Temps total de coupure Seul B s’ouvre I (A) • 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 tNDA > tTCB il y a sélectivité chronométrique 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 3 – Sélectivité chronométrique • Sélectivité totale Réseau en antenne t(s) DB DA tNDA tTCA A B tNDB tTCB 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 tNDA tTCB Temps total de coupure Seul B s’ouvre I (A) 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 – Sélectivité logique Principe D3 A chaque disjoncteur est associé un relais logique qui reçoit les informations « défaut » de capteurs. Relais logique 3 D2 Relais logique 2 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) D1 Relais logique 1 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 – Sélectivité logique Principe D3 A chaque disjoncteur est associé un relais logique qui reçoit les informations « défaut » de capteurs. Relais logique 3 D2 Relais logique 2 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) D1 Relais logique 1 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 – Sélectivité logique Exemple D3 Relais logique 3 D2 Un défaut au point A 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 A 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 4 – Sélectivité logique Exemple D3 Relais logique 3 D2 Un défaut au point A 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 BT jusqu’à la HT Relais logique 1 A 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 – Sélectivité différentielle Situation du problème Assurer une protection sélective dans le cadre d’un défaut d’isolement survenant au point B DDR MS 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 HS B 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 – Sélectivité différentielle A Règle IΔn=3A Retard 500ms B Pour une sélectivité totale il faut : 1. IΔn sensibilité du dispositif amont ≥ 2 x IΔn sensibilité du Exemple dispositif aval En A : DDR-MS retardé (cran III) 2. Temps de déclenchement du En B : DDR-MS retardé (cran II) dispositif amont > temps de En C : DDR-MS retardé (cran I)aval déclenchement du dispositif En D : DDR-HS instantané IΔn=1A Retard 250ms C IΔn=300mA Retard 50ms D IΔn=30mA instantané 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 – Sélectivité différentielle A Exemple de disjoncteur différentiel réglable : IΔn=3A Retard 500ms B système HABILIS IΔn=1A Retard 250ms Exemple En A : DDR-MS retardé (cran III) En B : DDR-MS retardé (cran II) C IΔn=300mA Retard 50ms En C : DDR-MS retardé (cran I) En D : DDR-HS instantané D IΔn=30mA instantané 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 5 – Sélectivité différentielle A IΔn=3A Retard 310ms B IΔn=1A Retard 150ms Exemple En A : DDR-MS retardé (cran III) En B : DDR-MS retardé (cran II) C IΔn=300mA Retard 60ms En C : DDR-MS retardé (cran I) En D : DDR-HS instantané D IΔn=30mA instantané 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 – Disjoncteurs spéciaux 1. Disjoncteur amont rapide sélectif (compact S ou SA) t(s) DB DA Compact S Principe Un retardateur mécanique améliore la performance de la sélectivité ampèremétrique Compact S IrmA instantané IrmA retardé IccA A B IrmB IccB I (A) IccB IrmA retardé IrmA instantané 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 – Disjoncteurs spéciaux 1. Disjoncteur amont rapide sélectif (compact S ou SA) t(s) DB DA Compact S Principe Un retardateur mécanique améliore la performance de la sélectivité ampèremétrique Compact S IrmA instantané IrmA retardé IccA A B Zone 1 I (A) IccB IrmA retardé IrmA instantané IrmB IccB Zone 1 : seul le disjoncteur B s’ouvre 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 – Disjoncteurs spéciaux 1. Disjoncteur amont rapide sélectif (compact S ou SA) t(s) DB DA Compact S Principe Un retardateur mécanique améliore la performance de la sélectivité ampèremétrique Z o n e Compact S IrmA instantané IrmA retardé IccA A B IrmB IccB 2 I (A) IccB IrmA retardé IrmA instantané Zone 2 : les disjoncteurs A et B s’ouvrent 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 B I (A) Icc présumé Icc réel limité par A et coupé par B disjoncteur limiteur A t (s) Temps d’action du retardateur A Principe B disjoncteur rapide Sur court-circuit en aval de B, l’onde de courant est fortement limitée par le bloc de limitation du disjoncteur A. Mais son déclencheur n’intervient pas et laisse le temps à B d’ouvrir seul 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 A I (A) Icc présumé Icc réel limité par A et coupé par A disjoncteur limiteur A t (s) Temps d’action du retardateur A Principe B disjoncteur rapide Sur court-circuit en aval de A, le disjoncteur A 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. 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 – Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation) I (A) Icc présumé Icc réel limité par A et coupé par A t (s) Temps d’action du retardateur A 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 6 – Disjoncteurs spéciaux 2. Sélectivité et limitation) Courant limité Seuil appareil amont Icc présumé Limite de sélectivité avec appareil non limiteur 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 Icc présumé Limite de sélectivité avec appareil non limiteur Limite de sélectivité avec appareil limiteur Sélectivité totale avec appareil très limiteur 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 = ? DX-6000-10KA courbe D 32A A B DX-6000-10KA courbe C 10A 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 7 – Tableaux de correspondance 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux 7 – Tableaux de correspondance 384 1-techniques 2-Ampèremétrique 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 A DX-6000-10KA courbe D 32A A Si IccB < 384 A sélectivité totale Si IccB > 384 A sélectivité partielle B DX-6000-10KA courbe C 10A 1-techniques 2-Ampèremétrique 3-chronométrique 4-logique 5-différentielle 6-disj.spéciaux 7-tableaux FIN
