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RÉSUMÉ
Les réseaux de distribution publique à moyenne tension ont des structures et des caractéristiques différentes d'un pays à l'autre, en raison de leur mode de mise à la terre du neutre, qui fixe les niveaux de montées en potentiel sur le lieu d'un défaut à la terre. Le plan de protection de ces réseaux comporte deux volets distincts. Le premier est relatif aux défauts polyphasés. Le second, contre les défauts monophasés à la terre, doit être adapté à son régime de neutre. Il fait appel à différents types de protection et d'automatismes et doit respecter un certain nombre de principes afin d'établir le meilleur compromis possible entre sélectivité, sûreté, rapidité, fiabilité et simplicité.
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Michel ODDI : Ingénieur de l'École supérieure d'électricité - Ingénieur senior à EDF Recherche et développement
INTRODUCTION
Lhistoire et le contexte local (en particulier la densité de charge et le niveau de tension) ont modelé les réseaux de distribution publique, notamment pour la mode de mise à la terre de leur neutre moyenne tension. L'Amérique du Nord a choisi de le relier directement à la terre, il est fréquemment isolé en Asie et l'on peut trouver en Europe des neutres isolés, des neutres reliés directement à la terre, des neutres mis à la terre par l'intermédiaire d'une résistance fixe ou d'une bobine de compensation ajustable (ou bobine de Petersen).
Ces réseaux sont susceptibles d'être affectés de défauts polyphasés et de défauts monophasés, c'est-à-dire de défauts à la terre. Le plan de protection, qui met en œuvre simultanément des protections et des automatismes, a pour objet de détecter ces défauts et de les éliminer en étant, à la fois, fiable, rapide pour limiter leurs conséquences, sélectif pour limiter autant que faire se peut le nombre d'utilisateurs coupés et simple ; autant de critères qui peuvent être contradictoires : un plan de protection réussi est l'expression du bon compromis entre ces différentes exigences.
Si les défauts polyphasés se traduisent toujours par des courants de défauts élevés facilement traités à l'aide soit de fusibles, soit de protections ampèremétriques à maximum d'intensité, il n'en est pas de même pour les défauts monophasés. Les défauts à la terre qui représentent environ 80 % du nombre total de défauts ont des caractéristiques différentes selon le régime de neutre et conduisent à adopter des principes de détection très différents.
Même si chaque distributeur a ses propres règles de construction de ses plans de protection, il n'en reste pas moins possible de proposer, pour chaque cas de figure, des principes généraux.
La mise en œuvre de ces protections est abordée dans le dossier suivant [D 4 812]. Un troisième dossier [D 4 813] permet l'étude de compléments et de développements des matériels existants pour améliorer la qualité de fourniture et s'adapter aux évolutions actuelles des réseaux.
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- Version archivée 1 de sept. 1991 par
- Version courante de nov. 2023 par Michel ODDI
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3. Éléments de base du plan de protection
3.1 Méthodes de détection des défauts
L'apparition d'un défaut sur un réseau va engendrer la variation de ses grandeurs électriques caractéristiques, voire de certaines autres grandeurs physiques associées. C'est en surveillant et en analysant ces grandeurs que les protections vont être en mesure de détecter la présence d'un éventuel défaut et d'agir.
Les défauts polyphasés vont engendrer une augmentation très importante des courants de phase, ce qui va permettre une détection assez aisée. Les défauts à la terre sont caractérisés par une « fuite » de courant qui peut être détectée par l'une des trois méthodes suivantes :
-
surveillance du courant résiduel (c'est-à-dire de la somme des trois courants de phase), bien adaptée aux systèmes assez étendus comme un départ MT ;
-
détection directe d'un courant circulant entre un système isolé et la terre, bien adapté aux équipements de taille réduite (protection de masse, cf. § 3.2.7) ;
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détection d'une différence entre les courants entrants et sortants d'un système fermé (protection différentielle, cf. § 3.2.6).
On choisit l'un ou l'autre de ces principes en fonction du système surveillé et aussi des pratiques locales (par exemple, la protection de masse n'est utilisée pratiquement qu'en France).
Les protections peuvent être à temps constant (elles réagissent au bout d'un temps paramétré indépendant des grandeurs surveillées) ou à temps dépendant (le plus souvent à temps inverse, c'est-à-dire réagissant d'autant plus vite que la grandeur surveillée est élevée).
HAUT DE PAGE3.2 Différents types de protections
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
NORMES
-
Arrêté technique – Conditions techniques auxquelles doivent satisfaire les distributions d'énergie électrique - UTE C11-001 -
-
Prescriptions pour le raccordement de micro-générateurs en parallèle avec les réseaux publics de distribution à basse tension - UTE C11-101 -
-
Effets du courant sur l'homme et les animaux domestiques – Partie 1 : Aspects généraux - CEI 60479-1 -
-
Effets du courant sur l'homme et les animaux domestiques – Partie 5 : Valeurs des seuils de tension de contact pour les effets physiologiques - CEI 60479-5 -
-
Vocabulaire Électrotechnique International – Partie 195 : Mise à la terre et protection contre les chocs électriques - CEI 60050-195 -
-
Réseaux et systèmes de communication dans les postes - CEI 61850 -
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