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Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des

Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des réseaux de distribution publique HTA » 1 Le raccordement des réseaux industriels Plan de protection coordonné HTA Réseaux exploités avec un neutre impédant P=3MWtg0,4 90 kV Scc = 800 MVA 20 kV Tr 411 S = 36 MVA U = 18 % Tr cc P==2MW tg 0,4 5 km Câble Alu 150 mm² 1 km Câble Alu 150 mm² A C POSTE AMPERE Hôpital S = 5 MVA U = 6 % Tr cc S =5 MVA X'd = 25 % ma Hopital P=1MW 160 MVA B 116/150 MVA E G Cogéné Su= 1,25 MVA X'd= 20 % Su= 1,25 MVA ucc= 4 % S = 1,25 MVA U = 4 % Tr cc P = 2 MW GE Mlb Version 01 Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des réseaux de distribution publique HTA » 2 1 LE CONTEXTE.....................................................................................................4 2 ARCHITECTURE D’UN RACCORDEMENT ........................................................5 2.1 Principes généraux.....................................................................................................................................5 2.2 Le plan de protection coordonné ..............................................................................................................5 3 DEFINITION D’UNE PROTECTION NF C13-100.................................................6 3.1 La protection générale est assurée par des fusibles ................................................................................6 3.2 La protection générale est assurée par un disjoncteur ...........................................................................7 4 DEFINITION DE LA PROTECTION DE DECOUPLAGE NF C15-400 ...............10 4.1 La détection des défauts à la terre..........................................................................................................10 4.2 La détection des défauts polyphasés.......................................................................................................12 4.3 La sélectivité.............................................................................................................................................12 4.4 Les fonctionnements anormaux..............................................................................................................13 4.5 La mesure de la fréquence ......................................................................................................................13 4.6 La mesure de la tension ...........................................................................................................................14 4.7 Mise en œuvre d’une téléaction...............................................................................................................14 4.8 Les protections NF C15-400....................................................................................................................15 5 DEFINITION DE LA PROTECTION DU DEPART « AUTO-PRODUCTEUR » ..16 5.1 Le contexte des réseaux continentaux Français ....................................................................................16 5.2 La détection des défauts polyphasés.......................................................................................................16 5.3 La définition des TC ................................................................................................................................17 5.4 La détection des défauts à la terre..........................................................................................................17 5.5 La sélectivité.............................................................................................................................................18 6 EN CONCLUSION..............................................................................................19 Document de synthèse du stage « raccordement d’un réseau industriel » Réalisé par Michel LAMBERT Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des réseaux de distribution publique HTA » 3 Avertissement Cet ouvrage n’étant pas un document de doctrine, il ne doit pas être utilisé comme document de référence. Il a pour objet de présenter les dispositions générales qui sont appliquées sur les réseaux continentaux HTA Français exploité avec un neutre impédant. • Les dispositions relatives au raccordement des réseaux industriels sur les réseaux séparés sont traités dans le document « Plan de protection des réseaux séparés industriels ». • Le plan de protection coordonné des ouvrages exploités avec un neutre compensé sera traité dans le document « Généralité du plan de protection coordonné des ouvrages de distribution publique HTA exploités avec un neutre compensé ». Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des réseaux de distribution publique HTA » 4 1 Le contexte Avec l’ouverture des marchés de la distribution de l’énergie électrique, la qualité du produit électricité et des services associés, est devenue l’élément essentiel de la concurrence. Les gestionnaires des réseaux publics doivent s’adapter aux exigences de leurs clients et des autorités concédantes. Pour cela, ils doivent exploiter en cohérence les réseaux dont ils ont la charge en tenant particulièrement compte des exigences de qualité et de sécurité. La qualité du produit électricité fait l’objet d’engagements contractuels. Elle répond à trois critères : • la pureté de l’onde, • les valeurs de la tension et de la fréquence, • la sécurité de l’alimentation et la continuité de la fourniture. Les aspects réglementaires traitent généralement de la sécurité des biens et des personnes: • les régimes de neutre, • le traitement des défauts. Le raccordement d’un réseau industriel comportant des générateurs couplés au réseau peut provoquer des contraintes d’exploitation et modifier la performance du réseau du distributeur. Lorsqu’il s’agit de raccorder un réseau industriel, on doit examiner l’impact de cette installation sur le fonctionnement du système électrique du réseau public. On doit notamment étudier : • les perturbations du plan de protection, • la modification du profil de tension, • la modification du profil de la puissance de court-circuit, • l’atténuation des signaux tarifaires. Une convention d’exploitation signée par les exploitants des différents réseaux doit fixer les obligations de chacun. Une convention de raccordement doit quant à elle, définir l’interface au point de raccordement. Cet ouvrage présente les dispositions générales relatives au plan de protection coordonnée du réseau public HTA lorsqu’il s’agit de raccorder un réseau industriel. Documents de référence: • Le Guide Technique de la Distribution B 61-41 édité par ERDF traite des protections des installations de production raccordées à un réseau de distribution. Nous reprenons dans cet ouvrage quelques généralités développées dans ce document. • Le Guide Technique de la Distribution B 61-21 édité par ERDF qui traite du principe des protections des réseaux de distribution publique HTA exploités avec un neutre impédant. • La norme NF C 13-100 qui définit les conditions de mise en œuvre de la protection générale d’un réseau industriel. • La norme NF C15-400 qui définit les dispositions complémentaires à la norme NF C 13-100 pour le raccordement des générateurs aux réseaux HTA et BT. Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des réseaux de distribution publique HTA » 5 2 Architecture d’un raccordement 2.1 Principes généraux Afin de préserver la sécurité des personnes et l’intégrité des matériels électriques, tout défaut intervenant sur un élément du réseau HTA ou raccordé à celui- ci doit être détecté et éliminé par le plan de protection coordonné. Pour répondre aux obligations contractuelles de la continuité de la fourniture d’énergie électrique, le processus d’élimination du défaut doit respecter les principes de sélectivité. Les usagers des réseaux publics HTA doivent bénéficier à tout moment des services associés à la fourniture de l’énergie. 2.2 Le plan de protection coordonné 2.2.1 Constitution Il met en œuvre trois dispositifs : • Les protections du réseau de distribution publique HTA équipent généralement les postes sources. • La protection générale du réseau industriel raccordé au réseau de distribution publique, conformément à la réglementation est définie par la norme C13-100. Elle assure la sélectivité du plan de protection coordonné en cas de défaut d’isolement sur le réseau privé. • Dans le cas ou l’installation comporte une source autonome, la section 435 de la norme C13-100 impose qu’il soit prévu : - soit une architecture, telle que la source autonome ne puisse en aucun cas fonctionner en parallèle avec le réseau d’alimentation, - soit une protection de découplage, déterminée en accord avec le Distributeur, ayant pour but d’interrompre le fonctionnement en parallèle lors d’un défaut sur le réseau d’alimentation. Les protections des groupes n’appartiennent pas au plan de protection coordonné. Elles protègent les équipements des conséquences d’une avarie interne ou d’un défaut sur le réseau du distributeur. Elles doivent cependant être sélectives avec le plan de protection coordonné. 2.2.2 Mise en œuvre Lorsqu’il s’agit de raccorder un réseau industriel au réseau de distribution publique, il convient d’en vérifier l’impact sur le fonctionnement du plan de protection du réseau HTA. Cela consiste à définir en cohérence: • Les protections générales NF C13-100 contre les courts-circuits sur les équipements du réseau industriel. • Les protections de découplage NF C15-400. • Au poste source, le réglage de la protection du départ auquel est raccordé le réseau industriel. Groupes Réseau industriel Réseau de distribution publique HTA Marche anormale INTERFACE Charges Courts-circuits Réseau RTE Lambert.michelp@orange.fr 02/11/2009 Extrait du stage « Plan de protection des réseaux de distribution publique HTA » 6 3 Définition d’une protection NF C13-100 Elle a pour rôle de détecter les courts-circuits apparaissant sur le réseau industriel et dont les effets pourraient être préjudiciables au bon fonctionnement du réseau du distributeur. La protection NF C13-100 doit être suffisamment sensible pour détecter la grande majorité des défauts mais être également sélective de manière à ne pas perturber le fonctionnement du réseau public. On définit la protection générale contre les défauts polyphasés à partir de la valeur de l’intensité de base telle que It IB Σ Σ Σ Σ = = = = ( ΣIt est la somme des courants assignés primaires des transformateurs). 3.1 La protection générale est assurée par des fusibles La fusion d’un fusible entraine l’ouverture d’un interrupteur qui réalise une coupure triphasée. La protection générale est éventuellement complétée d’une protection homopolaire F51N. 3.1.1 Schéma Arrivée ERDF Protection de découplage 20kV Départ transfo Protection par fusibles HTA 43 A 3.1.2 Intensité assignée des fusibles Elle est définie en fonction de la puissance des transformateurs Sn transfo 250 kVA 400kVA 630kVA 1250kVA In (en 20 kV) 16 A 43 A 43 A 63 A L’intensité assignée des fusibles doit remplir simultanément les conditions suivantes It 4 , 1 In × × × × ≥ ≥ ≥ ≥ It est l’intensité nominale primaire du transformateur. 6 Ic In ≤ ≤ ≤ ≤ Ic est l’intensité au primaire pour un court-circuit au secondaire. 3.1.3 Cas où la protection générale par fusibles doit être proscrite 1) L’intensité de base est supérieure ou égale à 45 A 2) Le schéma du poste comporte plusieurs départs transformateurs protégés par fusibles. 3) Lorsque la protection de uploads/Ingenierie_Lourd/ plan-de-protection-coordonne-hta-vers-01.pdf