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[email protected] Q’o Qo Axe de sensi bilité optim al P’oQ’o- e 3Vo θ Vérro uillag e ψψ P’o P’o 3IoD2 Po [email protected] Dans la même collection • Généralités concernant les régimes de neutre • Les déséquilibres homopolaires • Les transformateurs en régime déséquilibré • La détection ampèremétrique • La détection voltmétrique • La détection par relais à minimum d’impédance • Les relais de puissance homopolaire • Les dispositifs de mise à la terre • Les mesures sur le réseau et le contrôle des protections [email protected] Les relais de courant directionnel Ce sont des relais à maximum d’intensité (F50N ; F51N) qui intègrent la fonction directionnelle (F67N). Ils sont utilisés pour pallier à l’insuffisance de sensibilité des relais à maximum d’intensité sur les départs présentant un fort capacitif. Si le réglage des relais de puissance active homopolaire (PWH) est facile à déterminer1, la configuration d’un relais directionnel à maximum d’intensité est plus délicate à réaliser. Configuration d’un relais à maximum de courant directionnel La configuration d’un relais directionnel nécessite trois réglages : • Un réglage du seuil de courant résiduel défini en fonction de la sensibilité désirée et du mode d’alimentation du circuit intensité (tore homopolaire ou sommation des circuits intensités). • Un réglage du seuil de tension résiduelle qui doit être cohérent avec le seuil du courant et la valeur de l’impédance homopolaire du réseau. • Un réglage de l’axe de sensibilité maximale défini en fonction de l’argument de l’impédance homopolaire du réseau. La temporisation peut être constante ou dépendante. En l’absence de tension homopolaire, le relais à maximum de courant directionnel se replie à l’issu d’une temporisation en simple relais à maximum de courant homopolaire. Exemple de calcul pour la détermination des réglages Sur un réseau 20kV, on souhaite obtenir une sensibilité minimale Rs=1200Ω. • L’alimentation des circuits est réalisée à partir d’un tore homopolaire 100/1A, de trois 20000 / 3 et d’un filtre de tension homopolaire de rapport 1. transformateurs de tension 100 / 3 • Le capacitif total du réseau est de 200A (Xco=-j180Ω), l’impédance de point neutre est une résistance 40Ω. En première approximation, on peut effectuer un calcul simple pour déterminer la valeur du seuil de réglage Ir. On néglige alors l’impédance résiduelle du réseau devant la résistance du défaut. V 12000 IrMaxi = 0,8 = 0,8 =8A RS 1200 où 0,8 est un coefficient de sécurité qui tient compte des différentes approximations. Ir Zo 36000 V Vr -j180 Ω 3600 Ω On calcule ensuite l’impédance homopolaire du réseau2 . 1 On le règle généralement à la valeur minimale pour obtenir la meilleure sensibilité 2 On n’oublie pas que Vr = Zo Ir 120 Ω [email protected] − j180 × 120 Zo = Zo ≈ 83 − 55 j , Zo ≈ 100 Ω et VrMaxi= 100 x 8 = 800 V − j180 + 120 On affiche les valeurs résiduelles suivantes: ℜIr = 0,08 A. ℜVr = 4 V. Le dispositif de mise à la terre du neutre étant une résistance, l’argument de l’impédance homopolaire du réseau est θ ≈ -33°, on règlera l’angle interne ψ= 0°. Attention : Dans le libellé des menus, les constructeurs de relais font souvent, la confusion entre les grandeurs homopolaires et les grandeurs résiduelles. On affiche toujours les grandeurs résiduelles. Dans le cadre de notre exemple on afficherait : Io = 0,08 A , Vo = 4 V, ψ=0°. De ces valeurs on en déduit le réglage d’une protection de puissance active homopolaire (PWH) qui offrirait la même sensibilité. 8 × 800 ℜP ≈ × cos 33° ≈ 0,27 W en BT (5367W en HT) 100 × 200 En pratique, on affiche la valeur minimale offerte par la PWH. En conclusion Lorsque le neutre est relié à la terre, le critère de détection des défauts à la terre le plus pertinent est la puissance active homopolaire. Dans le cas où l’impédance de neutre comporte une composante résistive importante, la sélectivité est obtenue par des temporisations indépendantes. Si l’impédance de neutre est purement inductive, il existe des possibilités de traiter la sélectivité longitudinale par des relais à temps dépendants éventuellement combinés avec des temps constants. On améliore la sensibilité de la protection en réglant l’angle interne du relais de manière à orienter la caractéristique de fonctionnement en cohérence avec l’argument de l’impédance homopolaire du réseau. Sur un réseau fonctionnant à neutre isolé et présentant suffisamment de capacitif, on peut utiliser des relais à maximum de puissance réactive homopolaire pour assurer la sélectivité transversale.
