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RÉSUMÉ
Chaque opérateur de réseau de distribution exploite ses réseaux à moyenne tension avec des standards qui lui sont propres et fait appel à des plans de protection pour en assurer la sécurité et la pérennité. Un plan de protection, c’est l’association d’algorithmes mis en œuvre par des protections et des automatismes, d’une architecture et de réglages pour coordonner l’ensemble. Cet article décrit les différents types de protections et d’automatismes généralement utilisés pour les réseaux de distribution radiaux à moyenne tension ; il démontre l’importance du régime de neutre sur la nature des défauts à la terre et sur l’élaboration des plans de protection. Il montre également que la construction de ces plans doit se conformer à un certain nombre de règles universelles.
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Michel ODDI : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Ingénieur senior à EDF Recherche et développement
INTRODUCTION
L’histoire et le contexte local (en particulier la densité de charge et le niveau de tension) ont modelé les réseaux de distribution publique, notamment pour le 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, ces derniers aussi dénommés sous le terme 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 et rapide pour limiter leurs conséquences, sélectif pour limiter autant que faire se peut le nombre d’utilisateurs coupés et aussi simple que possible ; 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 protections ampèremétriques à maximum d’intensité, soit de fusibles, 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, ce qui conduit à adopter des principes de détection 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.
En analysant le comportement des réseaux radiaux de distribution à moyenne tension lorsqu’ils sont affectés par des défauts, l’article [D 4 812] montre comment construire et régler un plan de protection, notamment en fonction de son régime de neutre, et indique quels sont les écueils à éviter.
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VERSIONS
- Version archivée 1 de sept. 1991 par
- Version archivée 2 de mai 2011 par Michel ODDI
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6. Construction d’un plan de protection pour réseau radial
6.1 Principes de sélectivité entre protections
6.1.1 Sélectivité chronométrique
Le principe est extrêmement simple, seul le premier disjoncteur placé immédiatement en amont d’un éventuel défaut doit s’ouvrir. Pour y parvenir, il est nécessaire de respecter certaines règles.
HAUT DE PAGE6.1.1.1 Protections à temps constant (sélectivité longitudinale)
Soit le schéma de la figure 26 où un défaut apparaît en aval du disjoncteur A : il doit s’ouvrir sans que le disjoncteur B ne s’ouvre.
Les deux disjoncteurs sont respectivement temporisés aux valeurs t A et t B, c’est-à-dire qu’ils s’ouvrent au bout des temps t A et t B. Ces deux valeurs doivent être coordonnées pour éviter qu’un défaut situé en aval du point A ne fasse ouvrir en premier le disjoncteur placé en B. Pour y parvenir, il faut bien évidement que t B soit supérieur t A mais d’autres conditions doivent être remplies.
On suppose que les deux protections en A et B ont les mêmes caractéristiques constructives : à l’apparition du défaut, les deux protections vont réagir de la même manière (elles détectent réellement le défaut seulement au bout de leur temps de montée) et à partir de cet instant, les deux temporisations t A et t B vont courir.
Si Δt A est l’imprécision sur t A, le disjoncteur A va s’ouvrir entre t A – Δt A et t A + Δt A. Dans le cas le plus défavorable, ce sera au bout de t A + Δt A. À cet instant, l’ordre est donné au disjoncteur A de s’ouvrir : le courant de défaut disparaît au bout de t c (temps d’ouverture du disjoncteur et d’extinction...
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BIBLIOGRAPHIE
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Plan de protection des réseaux de distribution publique à moyenne tension. Mise en œuvre.
-
Protection des réseaux à basse tension de distribution publique.
-
Raccordement de la production décentralisée aux réseaux de distribution. Conditions d’intégration.
-
Raccordement de la production décentralisée aux réseaux de distribution. Aspects techniques.
NORMES
-
Postes de livraison alimentés par un réseau public de distribution HTA (jusqu’à 33 kV) - NFC 13-100 -
-
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 - ...
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