MiCOM P642, P643 et P645

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Relais de protection
MiCOM P642, P643 et P645
Protection et contrôle de transformateur
Avantages Produit
• Equipement universel pour toutes les
configurations de transformateur
(ou de bobine d’inductance)
• Protection, commande, surveillance,
mesures et enregistrements
regroupés dans un même
équipement
• Sauvegarde et enregistrements
de tous les défauts
• Simplicité de réglage, configuration
et mise en service
• Touches de fonction programmables
Les transformateurs représentent une part majeure dans les coûts des
installations d’un système électrique. Une durée de vie illimitée pour un
transformateur, supprimant toutes contraintes mécaniques et électriques,
serait idéale mais impossible. Dans ces conditions, les techniques
innovantes de mesures, d’alertes, de déclenchements sur défauts et de
compte-rendus permettent de planifier les opérations de maintenance
préventives avant toutes défaillances coûteuses.
Les défauts internes sont, avec les courts-circuits, les risques les plus
importants pour les transformateurs, car ils génèrent les plus hautes
énergies. S’ils ne sont pas éliminés rapidement, les dégâts sur le bobinage
et sur le circuit magnétique deviennent irréparables.
Les MiCOM P642, P643 et P645 sont la solution à ces problèmes,
ils préservent la durée de vie et protègent vos transformateurs
continuellement. Intégrés dans une gamme de produits performants,
les P64x assurent la fonction de protection différentielle de transformateur,
protège contre les défauts à la terre (restreinte) et contrôle l’induction
excessive (sursaturation). Ils assurent aussi une protection de secours,
en cas de défauts externes non éliminés. Les différents modèles
protègent les transformateurs à deux et trois enroulements (y compris les
autotransformateurs), avec jusqu’à 5 jeux de TC triphasés. Les TC étant
nombreux dans les applications en anneau ou les réseaux maillés , les P64x
additionnent l’ensemble des courants pour chaque enroulement facilitant
ainsi la protection de secours. La protection de secours à maximum de
courant peut être directionnelle en choisissant l’option entrée analogique
de tension triphasée.
PRINCIPALES CARACTERISTIQUES
• Protectiondifférentielledetransformateurultra-rapide
◦ Paramétragesimple
• Protectiondifférentiellecontrelesdéfautsàlaterre(restreinte)pour
améliorerlasensibilitédedéclenchement
• Élémentsdetension,fréquence,températureetcontrelemaximum
d’induction
• SurveillancedesTCetTP,ducircuitdedéclenchementetautocontrôle
◦ SurveillancedeTCbrevetéeempêchanttoutdéclenchementintempestif
encasdedéfaillancedeTCoudedéfautdanslalerie
• Protectiondesecoursampèremétriqueintégréepourchaqueenroulement
• Interfaçagefacileavecdemultiplesprotocolesd’automatisation,y
comprisCEI61850
Figure1Faceavantdel’équipementP645

0 2
MiCOM P64xRelais de protection
APPLICATIONS
L’équipementMiCOMP642estconçupour
laprotectiondestransformateursàdeux
enroulements,avecunjeudetroisTCdephase
parenroulement.L’équipementP643gèrejusqu’à
3entréespolarisées(troisensemblesdeTC),
soitpouruneapplicationàtroisenroulements,
soitpouruneapplicationàdeuxenroulements
avecTCdoublessuruncôté.L’équipementP645
offrecinqjeuxd’entréespolariséespourprotéger
lestransformateursraccordésà4ou5départs.
Touslesmodèlesdisposentd’uneentréedeTP
monophasé,destinéeprincipalementàlaprotection
contreleuxexcessif.LesP643etP645permettent
leraccordementàunjeude3TPsupplémentaire.
Ilestdoncpossiblederéaliseruneprotection
ampèremétriquedirectionnelle.
Ceciaugmenteaussilenombredevoies
analogiquesdisponiblespourlamesure
etl’enregistrement.Outrelaprotectionde
transformateur,lagammeP64xpeutêtreappliquée
àd’autresinstallations,commesurdesbobines
d’inductanceoudesmoteurs.
LagammeMiCOMP64xcontientunensemble
completdefonctionsdeprotectionetdecontrôle-
commande.Lacolonnedecongurationdumenu
estutiliséepourlagestiondesfonctionsdont
l’exploitantabesoinpourl’applicationenvisagéeet
cellesquipeuventêtredésactivées.Lesfonctions
désactivéessontentièrementretiréesdumenupour
simplierleréglage.Lesélémentsdifférentielssont
congurésàl’aided’unoutild’assistancepouréviter
leserreursdeparamétrage.
ANSI IEC61850 Fonctionnalités P642 P643 P645
Nombred'entréespolarisées(ensemblesdeTCtriphasés) 23 5
NombredeTCrésiduel/depointneutre 23 3
EntréedeTPmonophasé 111
EntréedeTPtriphasésupplémentaire (•) (•)
87T LzdPDIF Protectiondifférentielledetransformateur • • •
64 RefPDIF Protectioncontrelesdéfautsàlaterrerestreinte(enroulements) 23 3
49 ThmPTTR Surchargethermique • • •
24 PVPH Protectionàmaximumd’induction(sursaturation)V/Hz 11(2) 1(2)
LoL Pertededuréedevie • • •
Thru Surveillancededéfauttraversant • • •
RTD RtfPTTR SondesdetempératureRTD:10PT100 (•) (•) (•)
CLIO PTUC E/Sanalogiques(4entrées+4sorties) (•) (•) (•)
50/51 OcpPTOC Protectionàmaximumdecourantparenroulement • • •
50N/51N Ef_PTOC Protectiondesecourscontrelesdéfautsàlaterre,calculésoumesurés • • •
46 NgcPTOC Maximumdecourantinverseparenroulement • • •
67/67N RDIR Directionnabilitédesélémentsàmaximumdecourantdephase,deterreet
inverse(avecoptionTPtriphasésupplémentaire) (•) (•)
50BF RBRF Protectioncontrelesdéfaillancesdedisjoncteur(nombrededisjoncteurs) 23 5
27/59/59N PTUV/PTOV ProtectionàminimumetmaximumdetensionetVN>résiduelle
(avecoptionTPtriphasésupplémentaire) (•) (•)
81U/81O PTUF/PTOF Minimum/maximumdefréquence
(avecoptionTPtriphasésupplémentaire) • • •
STP SupervisiondeTP (•) (•) (•)
STC SupervisiondeTCdifférentielle(brevetée) 8à12 16à24 16à24
TCS Surveillanceducircuitdedéclenchement 8à12 16à24 16à24
IRIG-B EntréedesynchronisationhoraireIRIG-B 10 10
OptGGIO Entréeslogiquesopto-isolées 8R 18
R/V/J
18
R/V/J
RlyGGIO Contactsdesortie • • •
FnkGGIO Touchesdefonction 4 4 4
LedGGIO LEDprogrammables(Rrouge/Vvert/Jjaune) • • •
SLP Schémaslogiquesprogrammablesgraphiques • • •
Groupesderéglagesdisponibles 4 4 4
SOE Consignationd'événements • • •
Enregistrementsdeperturbographie • • •
Lesparenthèses(•)indiquentdesfonctionnalitésoptionnelles

03
MiCOM P64xRelais de protection
PRESENTATION DES FONCTIONS
I
I
I
I
I
I
I
I
1. L'entrée de TP triphasé est en option
2. Les fonctions 27, 59, 59N et STP nécessitent la présence de l'entrée de TP triphasé.
3. La fréquence requise par la fonction 81 est obtenue de n'importe quel signal analogique, mais les signaux de tension ont priorité sur les signaux de courant.
2nd port
de comm.
à distance
2nd port
de comm.
E/S
analog.
E/S
logiques MESEN MESSO
Toujours disponible
Option ou spécifique
Autocontrôle
Enregistr. de
défauts
Mesures
ADD_
STP
STCTrav.
PI>C_
PI>C_
PI>C_
PI>C_DIFT_3
DIFT_2
DIFT_1
PI>C_
PI>C_
PdT
ADD_
ADD_
ADD_
ADD_
Enregistr. de
perturbographie
Communications
locales
-HT
-HT
-HT
-BT
-BT
-TT
-TT
-TT
Protection différentielle
de transformateur P64x
Figure2:Vued’ensembledusystèmedelasérieP64x–Exempled’applicationà3enroulementset4entréespolarisées
Laprotectionlaplusrapideetlaplusprécise
pourtouteinstallationcomplexe
DM101062FR

04
MiCOM P64xRelais de protection
FONCTIONS DE PROTECTION
PRINCIPALES
Protectiondifférentielledetransformateur87T
L’algorithmedifférentielpossèdeunecaractéristique
deretenueàtriplepente,illustréeàlagure3.
Undéfautinternegénérerauncourantdifférentiel.
Lecourantderetenueestceluiquitraverse
l’ouvrageprotégé,entantquecourantdecharge
oudedéfauttraversant.Lacaractéristiqueinitiale
estplatepourfaciliterlamiseenservice.Elle
augmenteensuitejusqu’àlapentederetenue(K1).
K1estunepentebassepourassurerlasensibilité
auxdéfauts,toutentolérantlesécartslorsquele
transformateurdepuissanceestàlalimitedela
plagedesonrégleurencharge,ainsiquelesécarts
entrelesrapportsdetransformationdesTC.Pour
descourantssupérieursauxvaleursnominales,
deserreurssupplémentairespeuventêtre
introduitesàcausedelasaturationdesTC.
LapentederetenueestdoncaugmentéeàK2.
LaP64xcomporteuneretenuetransitoirequiest
combinéeàlapenteK2pourminimiserlesbesoins
detensiondecoudeduTC.
Lamisesoustensiond’untransformateur
entraîneunappeldecourantmagnétiquedans
unseulenroulement.Danscecas,leséléments
différentielsdoiventêtrestables.Onutiliseun
schémabasésurlerapportd’harmoniquesde
rang2.Laprotectiondifférentiellepeutégalement
êtreadaptéelorsqueletransformateurest
sursaturé,pournepasémettred’ordrede
déclenchementencasdeuxexcessiftransitoire.
Leux(induction)excessifestidentiéàpartir
ducinquièmeharmoniquedecourant.Unélément
différentielinstantanéàseuilhaut,nonsoumis
àlaretenueparharmonique,permetd’éliminer
rapidementlesdéfautsdecourantélevé.
L’utilitairedecongurationdelaprotection
différentiellenerequiertquedesdonnées
inscritessurlesplaquessignalétiquesdu
transformateuretduTC,etquelques
informationssurlestransformateursdanslazone.
DIFT:Protectiondifférentielledeterre
(restreinte)
Laprotectiondifférentielledeterreprotège
lagrandemajoritédestransformateursgrâce
àsesprincipalesprotectionsdifférentielles.
Uneprotectiondistincteparenroulementest
disponible(P642:HTetBT.P643/P645:HT,BT,
et,sibesoin,latensiontertiaireTT).
Lagure5illustreuneapplicationcaractéristique
deprotectiondifférentielledeterre(DIFT).
LafonctionDIFTs’affranchitdel’utilisationde
résistancesdestabilisationoudevaristances/
Metrosil.LafonctionDIFTfonctionne
indépendammentdeladétectiondecourant
magnétique.Ledéclenchementestplusrapide
etplusprécispourlesfaiblesdéfauts.
2
54321
IIIII
I
ret
++++
=
54321
IIIII
I
diff
++++
=
I s2
Is1
K2
K1
I
diff
I ret
RETENUE
DÉCLENCHEMENT
I s-SH1
I s-SH2
I s-déf.fil
K-déf.fil
I s-STC
Figure3Protectiondifférentielleàretenue(87T)
A
B
C
Figure4 
Courbedemagnétisationtypiqueillustrant
ladistorsioncauséeparlesharmoniques
A
B
C
Σ{I
A
, I
B
, I
C
}
A
B
C
0 ... x ... 1
DIFT
I
Y
87T
Figure5
Applicationdelaprotectiondifférentielledeterre(restreinte)
Surchargethermique
T ouslesmodèlesdisposentd’uneprotection
programmablecontrelasurchargethermique.
L’applicationlaplussimpleconsisteàutiliser
unecaractéristiqueI²t.Lesconstantesdetemps
sontconguréespourunmodèlethermique
correspondantauprolexponentiel
d’échauffementetderefroidissementéquivalent
aupointchauddel’enroulement.Desseuils
d’alarmesetdedéclenchementsontdisponibles
ensorties.
Leproldel’imagethermiquepeutêtreamélioré
pourdesinstallationsàrefroidissementparair
et/ouparhuile.Cettefonctionestréaliséeen
installantlacarteRTD(option)etenpositionnant
dessondesPT100(àl’extérieur,ouàl’intérieur
delacuvedutransformateur).
DM101064FR
DM101065FR
DM101063FR

05
MiCOM P64xRelais de protection
Ilestpossiblederéglerunealarmeouun
déclenchementàpartird’unesondelorsqu’elle
estsituéesurunpointsensible.Onpeut
connecterjusqu’àdixsondesindépendantes,
cequirendpossiblelacommandedelapompe
duréfrigérantetduventilateurenutilisantles
schémaslogiquesprogrammables(PSL).
Laprotectioncontrelasurchargethermique
amélioreladuréedeviedel’installation
(voirplusloin).
Protectioncontreleuxexcessif
(sursaturation)V/Hz
L’entréedetensionmonophaséepeutêtre
raccordéeàunTPphase-phaseouphase-neutre.
Ellepermetladétectiondeuxexcessif.Des
caractéristiquesd’alarmeetdedéclenchement
sontdisponibles.Ellessontbaséessurlamesure
durapporttension/fréquence.L’alarmeest
temporiséeàtempsconstantalorsquel’ordrede
déclenchementpeutêtresoittemporiséàtemps
constant(quatreseuilsdisponibles),soitsoumis
àunecaractéristiquedetempsinverseettrois
seuilsàtempsconstant.L’entréedeTPtriphasé
(option)surlesP643etP645permetdedétecter
leuxexcessifsurlesentréesHTetBTdu
transformateur,pouruneprotectionoptimalequel
quesoitlesensdetransit.
Lasurchargethermiqueetleuxexcessif
sonttousdeuxdesfonctionsthermiques,l’un
modélisantl’échauffementdesenroulements
etdel’huile,etl’autrel’échauffementdesboulons
etdestôlesducircuitmagnétique.Étantdonné
quelesconstantessontincrémentéesenminutes
(plutôtqu’ensecondes),l’échauffementetle
refroidissementdesdeuximagesthermiques
peuventêtrerelativementlents.Uncompteà
reboursdepré-déclenchementestdisponible.
Ilafcheletempsrestantavantledéclenchement
sileniveauactueldechargeoudeuxdevait
êtremaintenu.
Unepré-alarmededéclenchementpeutêtre
conguréepourindiqueràl’avanceunpossible
déclenchement,andeprévoiruneintervention.
Aprèstoutessaiparinjection,unecommande
peutforcerlaremiseàzérodetouteslesimages.
Défaillancededisjoncteur
Laprotectioncontreladéfaillancededisjoncteur
peutêtreinitiéeparunefonctioninterneau
P64xoupardeséquipementsexternes.Dans
lecasdesrelaisdeBuchholz(augmentation
soudainedepression),lesprotectionscontre
lesdéfaillancesdisjoncteurs(ADD)doiventêtre
démarréesenparallèle.Lorsqu’uneprotection
externededépartoudejeudebarresdéclenche
unouplusieursdisjoncteurs,laP64xestcapable
dedémarrerl’ADDindépendamment,pour
chaquedisjoncteur.
L’équipementgèrelesschémasàre-
déclenchementetàdéclenchementde
disjoncteuramont,qu’ilcontrôleàl’aided’un
élémentàminimumdecourantrapide.
FONCTIONS DE SURVEILLANCE
Lasurveillancedetransformateurdetension
détectelaperted’un,dedeuxoudetrois
signauxdetension(lesmodèlesP643etP645
comportentunTPtriphasé).Lasurveillance
destransformateursdecourantdétectelaperte
designauxdecourantdephase.Grâceàla
fonctionnalité“STCdifférentielle”(brevetée),
l’équipementeffectueunecomparaison
intelligentedudéséquilibreducourantinversesur
touteslesbornesdesTC,pourdéterminerquel
TCestdéfaillant.Cettecomparaisonpermetla
détectionimmédiatedetouslescourts-circuits,
circuitsouvertetdéconnexiondelerie.La
protectiondifférentiellepeutêtrebloquéependant
ladéfaillanceoutemporairementdésensibilisée
pourévitertoutdéclenchementintempestif.
LasupervisiondeTCassuredoncentempsréel
lastabilitédesélémentsdifférentielsainsique
celledelaprotectiondifférentielledeterre.
PROTECTION DE SECOURS
LeséquipementsMiCOMP642,P643etP645
disposentd’unefonctiondeprotectiondesecours
complète.Celle-ciestgénéralementutiliséeen
modetemporisépouraméliorerlaabilitéde
ladétectiondedéfautdanslescasdedéfauts
externes(horszoneprotégée).L’intégritédu
systèmeestaméliorée,grâceauxélémentsinternes
dedélestage,inter-verrouillage,alarmesetautres.
Protectionampèremétrique
Chaqueenroulement,lorsquelecourantest
mesurédirectementàpartird’uneentréedeTC,
oulorsqu’ilestlerésultatdelasommevirtuelle
dedeuxTC,disposedesélémentssuivants:
• Maximumdecourantdephase
• Maximumdecourantinverse
• Maximumdecourantdeterre
Quatreseuilsdeprotectionsontdisponiblespour
chaqueenroulement.Ilspeuventêtreinstantanés,
temporisésàtempsconstantouselonunchoixde
caractéristiquesinversesCEIetANSI/IEEE.Avec
l’optionTPtriphasé(P643/P645),toutefonction
deprotectionsurenroulementduTPpeutêtre
directionnelle.
Simplicitéd’installation:
Lacongurationestintuitiveetne
nécessitequelesinformationsdes
plaquessignalétiques