Guide de l`acheteur Protection de distance de ligne IED

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Guide de l’acheteurProtection de distance de
ligne IED REL 670
Configuration ouverte
1MRK 506 237-BFR
Révision: F
Publié: Avril 2007
Données sujettes au
changement sans communication préalable
Propriétés • Un IED de contrôle, protection et surveillance avec
des fonctionnalités étendues, de nombreuses possi-
bilités de configuration et un matériel extensible
pour satisfaire aux exigences spécifiques de
l'utilsateur
• Pour lignes aériennes et câbles
• Pour déclenchement unipolaire et/ou tripolaire
• Protection différentielle à haute impédance pour
lignes en T
• Protection de distance phase-phase et
phase-terre permettant tous les schémas de
téléaction avec jusqu’à cinq zones :
- pour tous les schémas de téléaction
- fonction d’empiètement de charge
• Protection directionnelle et/ou non directionnelle
à maximum de courant résiduel à quatre seuils :
- chaque seuil peut être temporisé avec carac-
téristique à temps inverse ou à temps cons-
tant
- blocage de l’harmonique 2 sur chaque seuil
• Fonction synchrocheck et de contrôle de ligne
hors tension pour des schémas à un ou plu-
sieurs disjoncteurs par départ :
- direction d’alimentation sélectionnable
- deux fonctions avec sélection de tension inté-
grée
- pour contrôle de synchronisme automatique
ou manuel et différents réglages
• Fonction de réenclenchement automatique uni-
polaire, bipolaire et/ou tripolaire :
- deux fonctions avec des circuits de priorité
pour schémas à plusieurs disjoncteurs par
départ
- coopération avec la fonction synchrocheck
- peut être activée/désactivée à distance par le
biais d’une liaison de communication ou loca-
lement par le biais d’entrées binaires
• Fonctions logicielles supplémentaires sélection-
nables, telles que protection de fréquence, con-
trôle et surveillance
• Modules de communication intégrés pour bus de
communiction de poste IEC 61850-8-1
• Modules de communication pour bus de com-
munication de poste IEC 60870-5-103 LON et
SPA
• Fonction de communication à distance avec la
capacité de transférer jusqu’à 192 signaux binai-
res
• enregistreur de perturbation et d’événements
intégré pour un maximum de 40 signaux analo-
giques et 96 signaux binaires
• synchronisation d’horloge par l’IEC 61850-8-1,
LON, SPA, par entrée binaire ou avec le module
GPS optionnel
• précision des mesures analogiques inférieure à
0.5% pour la puissance et 0.25% pour le courant
et la tension et avec calibrage sur site pour opti-
misation de la précision totale
• interface locale homme-machine polyvalente
• autosurveillance étendue avec enregistreur des
évènements internes
• six groupes indépendants de paramétrages
complets avec protection par mot de passe
• logiciel PC performant pour le réglage, l’évalua-
tion des perturbations et la configuration
• Modules de communication à distance pour
C37.94 et G.703

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Fonctions • Protection différentielle
- Protection différentielle à haute impédance
(PDIF, 87X)
• Protection de distance
- Zones de protection de distance (PDIS, 21)
- Sélection de phase avec empiètement de
charge (PDIS, 21)
- Détection des pompages (RPSB, 78)
- Logique d’enclenchement automatique sur
défaut (PSOF)
• Protection de courant
- Protection instantanée à maximum de cou-
rant de phase (PIOC, 50)
- Protection à maximum de courant de phase à
quatre seuils (POCM, 51/67)
- Protection instantanée à maximum de cou-
rant résiduel (PIOC, 50N)
- Protection à maximum de courant résiduel à
quatre seuils (PEFM, 51N/67N)
- Protection contre les surcharges thermiques,
une constante de temps (PTTR, 26)
- Protection contre la défaillance de disjonc-
teur (RBRF, 50BF)
- Protection de zone morte (PTOC, 50STB)
- Protection contre la discordance de pôles
(RPLD, 52PD)
• Protection de tension
- Protection à minimum de tension à deux
seuils (PUVM, 27)
- Protection à maximum de tension à deux
seuils (POVM, 59)
- Protection à maximum de tension résiduelle
à deux seuils (POVM, 59N)
• Protection de fréquence
- Protection à minimum de fréquence (PTUF,
81)
- Protection à maximum de fréquence (PTOF,
81)
- Protection à gradient de fréquence (PFRC,
81)
• Protection multi-applications
- Protection générale Courant et
Tension (GAPC)
• Surveillance du système secondaire
- Surveillance du circuit de courant (RDIF)
- Détection des fusions de fusible (RFUF)
• Contrôle
- Contrôle de synchronisme et de mise sous
tension (RSYN, 25)
- Réenclenchement automatique (RREC, 79)
- Contrôle d’appareil pour travée unique, max
8 app. (1 disj.) y compris verrouillage (APC8)
- Contrôle d’appareil pour travée unique, max
15 app. (2 disj.) y compris verrouillage
(APC15)
• Schéma de téléaction
- Logique de schéma de téléaction
pour protection de distance (PSCH, 85)
- Logique de courant de retour et de source
faible pour protection de distance (PSCH, 85)
- Logique d’accélération locale (PLAL)
- Logique de schéma de téléaction
pour protection à maximum de courant
résiduel (PSCH, 85)
- Logique de courant de retour et de source
faible pour protection à maximum de courant
résiduel (PSCH, 85)
• Logique
- Logique de déclenchement (PTRC, 94)
- Logique pour matrice de déclenchement
- Blocs logiques configurables
- Bloc fonctionnel à signaux préréglés
• Surveillance
- Mesures (MMXU)
- Surveillance de signaux d’entrée en mA
(MVGGIO)
- Compteur d’évènements (GGIO)
- Fonction d’évènement
- Rapport de perturbographie (RDRE)
- Localisateur de défauts (RFLO)
• Mesure
- Logique de comptage d’impulsions (GGIO)
• Communication du poste
- Communication CEI61850-8-1
- Protocole de communication LON
- Protocole de communication SPA
- Protocole de communication CEI
60870-5-103
- Communication horizontale via GOOSE pour
le verrouillage
- Commande unique, 16 signaux
- Commande multiple, 80 blocs de 16 signaux
chacun
- Configuration Ethernet des liaisons
• Communication à distance
- Transmission de signaux binaires
• Fonctions de base des IED
- Autosurveillance avec liste des évènements
internes
- Synchronisation de l’horloge (TIME)
- Groupes de réglage de paramètres
- Mode d’essai (TEST)
- Fonction de changement de verrouillage
- Identificateurs d’IED
- Fréquence nominale du système
• Matériel
- Module d’alimentation (PSM)
- Module d’entrées binaires (BIM)
- Module de sorties binaires (BOM)

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- Module d’entrées/sorties binaires (IOM)
- Module d’entrées mA (MIM)
- Module d’entrées de transformateur, bornes
à serrage standards (TRM)
- Module optique pour Ethernet (OEM)
- Module SPA/LON/CEI (SLM)
- Module de communication (LDCM)
- Module de synchronisation de l’horloge GPS
(GSM)
• Accessoires
- Antenne GPS, y compris kit de montage
- Convertisseur d’interface externe de C37.94
vers G703
- Unité à résistances à haute impédance
- Module d’essai RTXP24
- Commutateur marche/arrêt
Application L’IED REL 670 est utilisé pour la protection, le
contrôle et la surveillance de lignes aériennes et de
câbles dans les réseaux à neutre directement à la
terre. L’IED peut être utilisé jusqu’aux seuils de
tension les plus élevés. Il est adapté à la protection
de lignes fortement chargées et de lignes à plu-
sieurs extrémités où le déclenchement doit être
unipolaire, bipolaire et/ou tripolaire. L’IED peut
également être utilisé comme protection de
secours pour des transformateurs de puissance, des
réactances, etc.
La protection de distance multi-chaînes protège les
lignes de transport d’électricité avec une sensibi-
lité élevée et peu d’exigences en ce qui concerne la
communication à distance. La mesure et le réglage
des cinq zones sont entièrement indépendants, ce
qui procure une grande flexibilité pour tous les
types de lignes.
La fonction de réenclenchement automatique uni-
polaire, bipolaire et/ou tripolaire comprend des cir-
cuits de priorité pour des schémas à plusieurs
disjoncteurs par départ. Elle fonctionne en com-
mun avec la fonction synchrocheck avec réenclen-
chement rapide ou lent.
Protection instantanée contre les surintensités éle-
vées de phase ou à la terre, protection temporisée
directionnelle ou non-directionnelle à quatre seuils
contre les surintensités de phase ou à la terre, pro-
tection contre les surcharges thermiques et protec-
tion à minimum et à maximum de tension à deux
seuils sont des exemples des fonctions disponibles
qui permettent à l’utilisateur de satisfaire à toutes
les exigences de l’application.
La protection de distance et contre les défauts à la
terre peut communiquer avec une extrémité éloi-
gnée selon des schémas de téléaction classiques.
Avec la communication à distance entre les IED
intégrée, conforme à la norme IEEE C37.94, 6 x
32 canaux sont disponibles pour le télédéclenche-
ment et des signaux binaires.
L’IED peut également être fourni avec une fonc-
tion complète de contrôle et de verrouillage
incluant le fonctionnement en commun avec la
fonction synchrocheck pour permettre l’intégration
du contrôle principal ou de secours.
L’outil graphique perfectionné, avec lequel la logi-
que de l’utilisateur est préparée, permet de réaliser
des applications spéciales, telles que l’ouverture
automatique de sectionneurs dans des schémas à
plusieurs disjoncteurs par départ, l’enclenchement
de disjoncteurs dans des jeux de barres en anneau,
les logiques de transfert de charge etc. L’outil gra-
phique de configuration garantit la simplicité et la
rapidité des essais et de la mise en service.
La communication sérielle est réalisée au moyen
de liaisons optiques pour assurer l’immunité aux
perturbations.
Du fait de sa grande flexibilité, ce produit consti-
tue un excellent choix pour des installations neu-
ves ou pour la remise à neuf d’installations
existantes.
Fonctionnalités Protection différentielle
Protection différentielle à haute impédance
(PDIF, 87)
La protection différentielle à haute impédance peut
être utilisée si les noyaux de TC correspondants
ont le même nombre de spires et des caractéristi-
ques de magnétisation similaires. Elle utilise une
sommation externe des courants de phase et de
neutre ainsi qu’une résistance en série et une varis-
tance VDR externes au relais.
Protection de distance
Zones de protection de distance (PDIS, 21)
La protection de distance de ligne est une protec-
tion à cinq zones permettant tous les schémas de
téléaction et comportant trois boucles de mesure
pour des défauts entre phases et trois boucles de
mesure pour des défauts entre phase et terre, pour
chacune des zones indépendantes. Des réglages
individuels pour la portée résistante et réactive de
chaque zone permettent l’utilisation lignes aérien-
nes ou des câbles de différents types et de différen-
tes longueurs.
La fonction possède une fonctionnalité d’empiète-
ment de charge qui augmente la possibilité de

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détecter des défauts très résistants sur des lignes
fortement chargées (voir figure 1).
Figure 1: Zone de protection de distance typique
avec fonction d’empiètement de charge
activée
La mesure indépendante de l’impédance de chaque
boucle de défaut combinée à une sélection de
phase à sensibilité élevée et fiable intégrée permet
d’utiliser cette fonction pour des applications à
réenclenchement automatique unipolaire.
Un algorithme adaptatif intégré de compensation
de charge empêche l’extension de la zone 1 à
l’extrémité exportatrice de charge en présence de
défauts monophasés à la terre sur des lignes de
transport d’électricité fortement chargées.
Les zones de protection de distance peuvent opérer
indépendamment les unes des autres, en mode
directionnel (fonctionnement direct ou inverse) ou
non-directionnel. Grâce à ces propriétés, combi-
nées à différents schémas de téléaction, elles sont
adaptées à la protection de lignes et de câbles élec-
triques dans des configurations complexes de
réseau, telles que les lignes en parallèle, les lignes
à extrémités multiples, etc.
Détection des pompages (RPSB, 78)
Des pompages peuvent survenir après la mise hors
circuit de charges importantes ou le déclenchement
de centrales électriques de grande puissance.
Cette fonction de détection est utilisée pour détec-
ter les pompages et provoquer le blocage des zones
de protection de distance sélectionnées. La pré-
sence de courants de défaut à la terre durant un
pompage peut bloquer la fonction de détection
pour permettre l’élimination du défaut.
Logique d’enclenchement automatique sur
défaut (PSOF)
La logique d’enclenchement automatique sur
défaut est une fonction qui assure un déclenche-
ment instantané en cas d’enclenchement du dis-
joncteur sur un défaut. Une détection de ligne hors
tension est incluse pour activer la fonction lorsque
la ligne est hors tension.
Protection de courant
Protection instantanée à maximum de
courant de phase (PIOC, 50)
La fonction de protection instantanée contre les
surintensités triphasées se caractérise par un
dépassement de zone avec transitoire faible et un
temps de déclenchement court, ce qui permet son
utilisation comme fonction de protection contre les
courts-circuits de forte intensité, avec une portée
typique limitée à moins de quatre-vingts pour cent
du transformateur de puissance de ligne pour
l’impédance de source minimale.
Protection à maximum de courant de
phase à quatre seuils (POCM, 51_67)
La fonction de protection à maximum de courant
de phase à quatre seuils possède une temporisation
à temps inverse ou à temps constant réglable sépa-
rément pour chaque seuil.
Toutes les caractéristiques de temporisation CEI et
ANSI sont disponibles ainsi qu’une caractéristique
optionnelle définissable par l’utilisateur.
La fonction peut être réglée pour être direction-
nelle ou non-directionnelle de façon séparée pour
chaque seuil.
Protection instantanée à maximum de
courant résiduel (PIOC, 50N)
La fonction de protection à maximum de courant à
une entrée se caractérise par un dépassement de
zone avec transitoire faible et un temps de déclen-
chement court, ce qui permet son utilisation
comme fonction de protection contre les
courts-circuits de forte intensité, avec une portée
typique limitée à moins de quatre-vingts pour cent
du transformateur de puissance de ligne pour
l’impédance de source minimale. La fonction peut
être configurée pour mesurer le courant résiduel
des trois entrées de courant de phase ou le courant
d’une entrée de courant séparée.
Protection à maximum de courant résiduel
à quatre seuils (PEFM, 51N/67N)
La fonction de protection à maximum de courant à
une entrée à quatre seuils possède une temporisa-
tion à temps inverse ou à temps constant réglable
séparément pour chaque seuil.
Toutes les caractéristiques de temporisation CEI et
ANSI sont disponibles ainsi qu’une caractéristique
optionnelle définissable par l’utilisateur.
La fonction peut être réglée pour être direction-
nelle (fonctionnement direct ou inverse) ou
non-directionnelle de façon séparée pour chaque
seuil.
fr05000034.vdx
R
X
Fonctionnement
en sens direct
Fonctionnement
en sens inverse

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Un blocage de l’harmonique 2 est prévu sur cha-
que seuil.
La fonction peut être utilisée comme protection
principale contre les défauts entre phase et terre.
La fonction peut servir de protection de secours,
par ex. lorsque la protection principale est hors ser-
vice du fait d’une défaillance de la communication
ou du circuit de transformateur de potentiel.
En combinant le mode directionnel et des blocs de
communication, on obtient un système de télépro-
tection à autorisation ou blocage. Les fonctionnali-
tés de courant de retour et de source faible sont
également disponibles.
La fonction peut être configurée pour mesurer le
courant résiduel des trois entrées de courant de
phase ou le courant d’une entrée de courant sépa-
rée.
Protection contre les surcharges
thermiques, une constante de temps
(PTTR, 26)
Les réseaux étant de plus en plus souvent exploités
dans des conditions proches de leurs limites ther-
miques, l’extension de la protection contre les sur-
charges thermiques aux lignes de transport
d’électricité est devenue nécessaire.
Une surcharge thermique n’étant souvent pas
détectée par d’autres fonctions de protection,
l’introduction de la fonction de protection contre
les surcharges thermiques permet d’exploiter le
circuit protégé dans des conditions plus proches de
ses limites thermiques.
La fonction de mesure des trois courants de phase
possède une caractéristique I2t avec une constante
de temps réglable et une mémoire thermique.
Une alarme est émise suffisamment tôt pour per-
mettre au personnel d’exploitation de prendre des
mesures avant le déclenchement de la ligne.
Protection contre la défaillance de
disjoncteur (RBRF, 50BF)
La fonction de protection contre la défaillance de
disjoncteur assure le déclenchement de réserve
rapide des disjoncteurs environnants. Le fonction-
nement de la protection contre la défaillance du
disjoncteur peut être basé sur le courant, sur des
contacts ou une combinaison des deux principes.
Un contrôle du courant avec un temps de retombée
extrêmement court est utilisé comme critère de
contrôle pour garantir une sécurité élevée contre
les fonctionnements intempestifs.
Le démarrage de la protection contre la défaillance
du disjoncteur peut être monophasé ou triphasé
pour permettre son utilisation avec des applica-
tions à déclenchement monophasé. Dans la version
triphasée de la protection contre la défaillance de
disjoncteur, les critères de courant peuvent être
réglés pour ne fonctionner que si deux phases sur
quatre démarrent, soit deux phases ou une phase
plus le courant homopolaire. La sécurité jusqu’à la
commande de réserve de déclenchement s’en
trouve ainsi renforcée.
La fonction peut être programmée pour assurer le
re-déclenchement monophasé ou triphasé du dis-
joncteur considéré afin d’éviter le déclenchement
intempestif des disjoncteurs environnants en cas
de démarrage incorrect résultant d’erreurs lors des
essais.
Protection de zone morte (PTOC, 50STB)
Lorsqu’une ligne électrique est mise hors service
pour effectuer des travaux de maintenance et que
le sectionneur de ligne est ouvert dans des schémas
à plusieurs disjoncteurs par départ, les transforma-
teurs de potentiel seront le plus souvent en dehors
de la partie mise hors circuit. La protection de dis-
tance principale de ligne ne pourra, par consé-
quent, pas fonctionner et doit être bloquée.
La protection de zone morte protège la zone com-
prise entre les transformateurs d’intensité et le sec-
tionneur ouvert. La fonction de protection
instantanée contre les surintensités triphasées est
libérée par un contact auxiliaire NO (b) du section-
neur de ligne.
Protection contre la discordance de pôles
(RPLD, 52PD)
Du fait de défaillances électriques ou mécaniques,
les pôles de disjoncteurs à déclenchement unipo-
laire peuvent se trouver dans des positions diffé-
rentes (ouvert-fermé). Ceci peut créer des courants
inverses et homopolaires qui engendrent des con-
traintes thermiques dans les machines tournantes
et peuvent provoquer le fonctionnement intempes-
tif de fonctions homopolaires.
Normalement, le disjoncteur considéré est déclen-
ché pour corriger les positions. Si la situation per-
siste, l’extrémité éloignée peut être télédéclenchée
pour éliminer la situation de charge déséquilibrée.
Le fonctionnement de la fonction de discordance
de pôles est basé sur des informations fournies par
des contacts auxiliaires du disjoncteur pour les
trois phases, avec un critère additionnel de courant
de phase déséquilibré si nécessaire.
Protection de tension
Protection à minimum de tension à deux
seuils (PUVM, 27)
Des minima de tension peuvent survenir dans le
réseau durant des défauts ou en présence de condi-
tions anormales. La fonction peut être utilisée pour
ouvrir des disjoncteurs en vue de préparer le réta-
blissement du système dans le cas d’indisponibili-
tés ou comme protection de secours à
temporisation de longue durée remplaçant la pro-
tection principale.