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 Pour la protection et la commande des réseaux
électrique, il faut connaître (i.e. mesurer) les deux
grandeurs électriques fondamentales :
 Le courant (alternatif)
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courant (TC)
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tension (TT)
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Protection des réseaux
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2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 4
 Fonctions des « capteurs » de courant et tension :
 fournir une image juste et aussi fidèle que possible de la
grandeur électrique à mesurer
 Linéarité
 Rapport de transformation constant sur toute la plage
 assurer une séparation entre le réseau (au primaire) et les
éléments de mesure et protection (au secondaire)
 Isolation galvanique
Protection des réseaux
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2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 5
 Fonctions des « capteurs » de courant et tension :
 assurer une interchangeabilité (standardisation) entre ces
éléments
 1 A, 5 A, 120 V, etc.
 Relais électromécaniques(15 à 3500 VA)
 Relais électroniques analogiques (1 à 225 VA)
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  • 1. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 1 Transformateurs de mesure
  • 2. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 2  Pour la protection et la commande des réseaux électrique, il faut connaître (i.e. mesurer) les deux grandeurs électriques fondamentales :  Le courant (alternatif)  La tension (alternative)  L’évolution transitoires du courant et de la tension lors des changements d’états (défauts)
  • 3. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 3 Transformateur de courant (TC) Transformateur de tension (TT) IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 4. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 4  Fonctions des « capteurs » de courant et tension :  fournir une image juste et aussi fidèle que possible de la grandeur électrique à mesurer  Linéarité  Rapport de transformation constant sur toute la plage  assurer une séparation entre le réseau (au primaire) et les éléments de mesure et protection (au secondaire)  Isolation galvanique
  • 5. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 5  Fonctions des « capteurs » de courant et tension :  assurer une interchangeabilité (standardisation) entre ces éléments  1 A, 5 A, 120 V, etc.  Relais électromécaniques(15 à 3500 VA)  Relais électroniques analogiques (1 à 225 VA)  Relais numériques (0.001 à 0.25 VA)
  • 6. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 6 Transformateur de tension (TT) inductif Moyenne Tension Basse Tension Haute Tension
  • 7. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 7 Transformateur de tension capacitif 230 kV Pas de backfeed si alimentation par le secondaire
  • 8. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 8  Symboles  Transformateur de tension  Delta ouvert  Transformateur de tension  Étoile-étoile
  • 9. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 9  Polarité des transformateurs de tension Marques de polarités
  • 10. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 10 Type « Bobine » (Bar Type) Type « Toroïdal » (Traversée, Beigne) Transformateur de courant (MT, BT)
  • 11. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 11  Symboles  Transformateur de courant  200 : 5 A  Transformateur de courant avec 2 secondaires et 2 noyaux  100 : 5 // 5 A  Transformateur de courant avec prises dans l'enroulement  600 / 400 : 5 A
  • 12. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 12  Polarité des transformateurs de courant
  • 13. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 13  TC intégré dans une cellule MT
  • 14. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 14  TC intégré dans une cellule MT
  • 15. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 15
  • 16. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Transformateur de courant (TC) Transformateur de tension (TT)  Toujours mettre à la terre l’un des fils secondaires d’un TC / TT.  ATTENTION aux mises à la terre multiples!!! IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 2016-01-26 16
  • 17. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux  Pour les TC :  Court-circuiter le secondaire avec des barettes / cavaliers lorsqu’il n’est pas raccordé.  Important de ne pas laisser les vis d’expédition avant l’utilisation.  Borniers spéciaux à 2 vis IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 2016-01-26 17
  • 18. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux  Pour les TC  Possibilité d’utiliser des borniers de test avec couteaux qui court-circuitent le sec. du TC automatiquement lors de l’ouverture. IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 2016-01-26 18  Pas de connecteurs en fourchette pour éviter l’ouverture du circuit si les vis se desserrent
  • 19. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 19 Courant primaire (I1) = Source courant Ne jamais ouvrir le secondaire d’un TC lorsque le primaire est alimenté !
  • 20. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 20
  • 21. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 2016-01-26 21
  • 22. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 1 Source: http://www.lohri.net/PDFelectro/chaptransfo.pdf Principe de base du circuit électromagnétique …Ici, les fuites magnétiques sont élevées dû à l’absence de noyau… → Tension induite aux bornes de la bobine due au flux magnétique (Loi de Faraday-Lenz) → 1 N1 N2 2016-01-26 22
  • 23. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Principe de base du circuit électromagnétique …Ici, les fuites magnétiques sont faibles… → 2 …Considérant un circuit électromagnétiqueidéal et linéaire… 2016-01-26 23
  • 24. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Modélisation d’un transformateur (Ex. : transformateur de courant) 3  Flux de fuite représenté par XL  Résistance des enroulements représentées par RS  Fardeau (Burden) représenté par jXB+RB  Circuit de magnétisation représenté par Lm Lm Im 2016-01-26 24
  • 25. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Modélisation d’un transformateur (Ex. : transformateur de courant)  Le flux de magnétisation sature en fonction du courant de magnétisation (ou courant primaire). L’inductance Lm est non linéaire.  Le point de saturation et la pente de la courbe de saturation dépendentdes caractéristiques du noyau magnétique.  Pour les transformateurs de mesure et protection, la précisiondes mesures de courant et tension est directementliée à la caractéristique de saturation.  Le fardeau (burden) raccordé au secondaire d’un transformateur de mesure influence la zone d’opération flux-courant et donc, influence la précisiondes mesures. Lm Im 2016-01-26 25
  • 26. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Charge = Fardeau = Burden 2016-01-26 26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA Charge appliquée sur un transformateur de mesure
  • 27. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Fardeaux standardisés (ANSI) pour les T.T. Appellation (Burden) Volt-Ampères Facteur de puissance Impédance à 120 V (ohms) W 12,5 0,10 1152,0 X 25,0 0,70 576,0 Y 75,0 0,85 192,0 YY 150,0 0,89 96,0 Z 200,0 0,85 72,0 ZZ 400,0 0,85 36,0 M 35,0 0,20 411,0 Interprétation du standard  La précision est donnée pour chacune des charges pour lesquelles il est conçu;  0,3 WXYZ signifie une précision de 0,3 % pour les fardeaux standardisés W, X, Y et Z. Exemple ANSI T.P. 14400:120 V 0.3W 0.6Y Précision de 0.3% pour les charges de type : W (1152 Ω à 120 V et 0.10 FP) Précision de 0.6% pour les charges de type: Y (192 Ω à 120 V et 0.85 FP). 2016-01-26 27 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 28. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Charge = Fardeau = Burden 2016-01-26 28 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA Charge appliquée sur un transformateur de mesure Lm Im R fil allé R fil retour R relais
  • 29. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 29  Exemple de fardeau
  • 30. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Fardeaux standardisés (ANSI) pour les T.C. de 5 A secondaire Appellation (Burden) Impédance (ohm) Facteur de puissance VA (à 5 A) Classe de tension (V) Mesure B-0.1 0,1 0,9 2,5 [C10]* B-0.2 0,2 0,9 5,0 [C20]* B-0.5 0,5 0,9 12,5 [C50]* B-0.9 0,9 0,9 22,5 [C90]* B-1.8 1,8 0,9 45,0 [C180]* Protection [B-1]** 1.0 0,5 25,0 C100 [B-2]** 2.0 0,5 50,0 C200 [B-4]** 4.0 0,5 100,0 C400 [B-8]** 8.0 0,5 200,0 C800 Interprétationdu standard (Protection)  Un T.C. 100:5 A, C400  Peut délivrer 20 x Inom (20x5A = 100A, c.-à-d. Iprimaire = 2000 A)  Dans une impédance (fardeau) ayant jusqu’à 400 V à ses bornes  Donc, ZB_max = 400 V / 100 A = 4 Ω  Garantie d’une erreur de précision < 10 %, pour [1, 20] x Inom Interprétationdu standard (Mesure)  La capacité est donnée en Ohms, au courant nominal (VA = Z x In 2)  La précision donnée n’est bonne que sur la plage [10%, 100%] x Iprimaire_nom * Équivalent en classe protection ** Équivalent en classe mesure N.B. Certains transfos sont classifiés à la fois pour la mesure et la protection 2016-01-26 30 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 31. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Précision des transformateurs de courant de mesure ANSI IEC 0.3 0.2 0.6 0.5 1.2 1.0 Exemple ANSI T.C. 200:5 A 0.3 B-0.1 0.3 B-0.2 0.6 B-0.5 Précision de 0.3% pour les charges de type : B-0.1 (0.1 Ω à 0.9 FP) B-0.2 (0.2 Ω à 0.9 FP) Précision de 0.6% pour les charges de type : B-0.5 (0.5 Ω à 0.9 FP). Exemple IEC T.C. 200:5 A 50 VA classe 0.5 Précision de 0.5% pour les charges de 50 VA 2016-01-26 31 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 32. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Précision des transformateurs de courant - IEC  Protection (IEC) - Charge en VA : 2.5, 5, 10, 15 ou 30 VA - Classe de précision : 5 ou 10 % - utilisation en protection, lettre P - précisionen régime transitoire, lettre T - noyau avec mince entrefer, lettre Y - facteur limite de précision (FLP) : 5, 10, 15, 20 ou 30 - FLP = Courant limite de précisionnominal = Kp Courant nominal primaire - Exemple Système HQ:  FLP = 52 kAcc_max ÷ 2000 Anom = 12.5 2016-01-26 32 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 33. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Précision des transformateurs de courant – IEC (Équivalence IEC ANSI) - Protection (IEC) Exemple IEC T.C. 150:5 A, 15 VA classe 5 P 10 Pour un TC de 5 A nominal, peut délivrer 15 VA (à 5 amps = 3 V) avec une précision de 5% jusqu’à 10 x In (1500 A primaire, 50 A secondaire), soit 30 V Équivaut donc à un ANSI: 5 C30 2016-01-26 33 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA (ANSI classe C) = (CEI Kp) x VA In
  • 34. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Précision des transformateurs de courant (Équivalence ANSI  IEC) 2016-01-26 34 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA (FLP)
  • 35. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 35  Précision des transformateurs (ANSI)  Classe C (L avant 1968)  performance peut être calculée avec suffisamment d'exactitude (flux de fuite minimisé)
  • 36. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 36  Précision des transformateurs (ANSI)  Classe C
  • 37. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 37  Choix du rapport de transformation d’un TC À l’exception d’application HT, où courant de charge est < comparé au courant de défaut, on choisit généralement le rapport de transformation d’un TC en fonction des critères : 1) Courant primaire du TC > Courant nominal de l’artère 2) En condition de défaut, le courant secondaire du TC doit être < 100 A IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA Kn = Icc__ 20x In
  • 38. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 38  Précision des transformateurs  Équivalence IEC ANSI Exemple CEI: T.C. 30 VA classe 10 P 20 (5 A nominal) Précision de 10% peut délivrer 30 VA (6 V à 5 A) Peut délivrer 6 V x 20 = 120 V Équivalent ANSI/IEEE: C100 (= plus proche standard) Fardeau permis : 30/52 = 1.2 Ω
  • 39. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 39  Saturation des transformateurs de courant  La saturation peut se produire lorsque :  Le niveau de défaut est élevé  Le rapport du transformateur de courant est bas  Le fardeau au secondaire du TC est élevée  La saturation cause :  Le courant de magnétisation n’est plus négligeable (erreur)  La forme d’onde du courant est distorsionnée  Le courant au secondaire du TC est inférieur à ce qu'il devrait être  ce qui a pour effet de ralentir le temps d'opération des protections
  • 40. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Courbe de saturation d’un TC de protection  Norme ANSI : point de cassure où la tangente de la courbe de saturation (log-log) atteint 45°  Norme IEC : augmentation de 50 % du courant d'excitation ne produit que 10 % d'augmentation de la tension d'excitation 2016-01-26 40 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 41. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux Saturation d’un TC 2016-01-26 41 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 42. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 42
  • 43. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 43 Exemple de saturation de TC en fonction de la charge
  • 44. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux  Exercice  Un TC 50 : 5 A, classe C10 avec à son secondaire un relais a) IAC-51 b) IAC-53 c) SEL 751A  Impédance de l’enroulement secondaire du TC :  0.061 Ω  Impédance des fils vers le relais (2 x 50 m, 12 AWG) :  0.25 Ω allé - 0.25 Ω retour  Mise au travail du relais (disque commenceà tourner) :  5 A primaire (Prise au relais 0.5 A)  Courant de défaut max. :  100 A 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 44
  • 45. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  IAC-51 et IAC-53 - relais électromécaniques de sur- courant avec caractéristiques distinctes:  IAC-51  Caractéristique « Inverse Time Current »  (Exemple Courbe en Rouge)  IAC-53  Caractéristique « Very- Inverse Time Current »  (Exemple Courbe en Bleu) IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 45
  • 46. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  IAC-51 et IAC-53 - relais électromécaniques de sur- courant avec caractéristiques distinctes:  IAC-51  « Inverse Time Current »  IAC-53  « Very- Inverse Time Current »  Disque interne plus petit et plus rapide…  …Couple nécessaire moins grand  …Bobine avec moins d’enroulements…  …Fardeauplus petit que IAC-51 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 46
  • 47. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux  Caractéristiques du TC  TC 50 : 5 A, classe C10 2016-01-26 Point de saturation @ ~ 10V Selon ANSI Précision ≤ 10% Pour 10 V @ 20 x 5 Asec Donc: Zb_max @ 20 x IN = 10 V / 100 A Zb_max @ 20 x IN = 0.1 Ω Zb_max @ 0.5 Asec = 10 V / 0.5 A Zb_max @ 0.5 Asec = 20 Ω Etc… IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 47
  • 48. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux  Caractéristiques du relais IAC-51 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 48
  • 49. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux  Caractéristiques du relais IAC-51 2016-01-26 FARDEAUV(n x I) n : Prise I : Courant lu par le relais V : Tension correspondante V x I = Fardeau en VA IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 49 11V 36.6V 0.5A 10A
  • 50. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  Caractéristiques du relais IAC-53 FARDEAU V(n x I) IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 50 2.1V 22V 0.5A 10A
  • 51. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  Caractéristiques du relais SEL 751A IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 51
  • 52. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  Réponses:  Seuil de mise au travail - 5 A primaire ou 0.5 A secondaire (1 x Prise):  le relais IAC-51 requiert :  (0.061 + 0.25 + 22 + 0.25) = 22.561 Ω x 0.5 A = 11,3 V (SATURATION)  le relais IAC-53 requiert :  (0.061 + 0.25 + 4.2 + 0.25) = 4.761Ω x 0.5 A = 2,38 V (ok)  le relais SEL 751A requiert :  (0.061 + 0.25 + 0.4 + 0.25) = 0.961Ω x 0.5 A = 0.48 V (ok) IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 52 Lm Im 22 Ω ou 4.2 Ω ou 0.4 Ω 0.25 Ω 0.25 Ω 0.061 Ω IAC-51 ou IAC-53 ou 751A
  • 53. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  Réponses:  Disque en mouvement avec un défaut de 100 A primaire ou 10 A secondaire (20 x Prise):  le relais IAC-51 requiert :  (0.061 + 0.25 + 3.66 + 0.25) = 4.221 Ω x 10 A = 42,2 V (SATURATION)  le relais IAC-53 requiert :  (0.061 + 0.25 + 2.2 + 0.25) = 2.661Ω x 10 A = 26,6 V (SATURATION)  le relais SEL 751A requiert :  (0.061 + 0.25 + 0.001 + 0.25) = 0.562Ω x 10 A = 5.6 V (ok) IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 53 Lm Im 0.25 Ω 0.25 Ω 0.061 Ω 3.66 Ω ou 2.2 Ω ou 0.001 Ω IAC-51 ou IAC-53 ou 751A
  • 54. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  Constat: La limite de courant de défaut (avant saturation), pour l’exemple avec le relais numérique est :  (0.061 + 0.25 + 0.001 + 0.25) = 0.562Ω Avec un TC qui sature à 10 Volts, 10 V / 0.562Ω = 17.8 Ampères = 178 ampères primaire IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 54
  • 55. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26  Constat: On constate que par le passé, la saturation était causée par le «burden» du relais, qui était dominante dans le circuit. Aujourd’hui les relais numériques ont des «burden» très faibles en les comparant aux impédancesd’enroulements et des conducteurs du circuit. Ce pourquoi ce problème est beaucoup plus rare aujourd’hui... Mais qui existe toujours. IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 55
  • 56. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 56  Cas particulier : Protection différentielle haute impédance Zone protégée
  • 57. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 57  Cas particulier : Protection différentielle haute impédance Zone protégée
  • 58. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 58  Cas particulier : Protection différentielle haute impédance Zone protégée
  • 59. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 59  Cas particulier : Protection différentielle haute impédance Calcul de réglage de protection différentielle haute impédance TC ABB SAB2 - C200 (saturation à 200 Volts) Icc : 40 000 Ampères Ratio TC : 3000: 5 A = Ratio de 600  Icc secondaire : 66.66 A Résistance TC : 0.809 Ω (voir fiche technique) Résistance Fil utilisé: 0.00328 Ω/m (Voir calibre #10AWG) Distance entre TC et relais : 20 m Longueur total fil : 40 m Résistance totale fil: 0.1312 Ω R totale (burden) : 0.9402 Ω De V=RI 66.66 A * 0.9402 = 62.68 V Facteur sécurité 1.5 = 94.02 Volts Réglage recommandé : 95 Volts (1/2 seuil de saturation du TC= OK) À 95 Volts, Imag = 0.02 A (voir courbe magnétisation TC) Nombre de TC dans l’application différentielle : 5  5 * 0.02 A = 0.1 A Impédance relais SEL 587Z = 2000 Ω Courant d’opération relais : I = V / R = 0.0475 A Courant d’opération total : 0.1 A + 0.0475 A = 0.1475 A 0.1475 * ratio 600 = 88.5 Amps primaire
  • 60. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 60 AWG Chart AWG Number Ø [Inch] Ø [mm] Ø [mm²] Resistance for Solid for Solid for Solid [Ohm/m] Rod Rod Rod Copper (20 °C,68 °F) 4/0 = 0000 0.46 11.7 107 0.000161 3/0 = 000 0.41 10.4 85 0.000203 2/0 = 00 0.365 9.26 67.4 0.000256 1/0 = 0 0.325 8.25 53.5 0.000323 1 0.289 7.35 42.4 0.000407 2 0.258 6.54 33.6 0.000513 3 0.229 5.83 26.7 0.000647 4 0.204 5.19 21.1 0.000815 5 0.182 4.62 16.8 0.00103 6 0.162 4.11 13.3 0.0013 7 0.144 3.66 10.5 0.00163 8 0.128 3.26 8.36 0.00206 9 0.114 2.91 6.63 0.0026 10 0.102 2.59 5.26 0.00328 11 0.0907 2.3 4.17 0.00413 12 0.0808 2.05 3.31 0.00521 13 0.072 1.83 2.62 0.00657 14 0.0641 1.63 2.08 0.00829 15 0.0571 1.45 1.65 0.0104 16 0.0508 1.29 1.31 0.0132 17 0.0453 1.15 1.04 0.0166 18 0.0403 1.02 0.823 0.021 19 0.0359 0.912 0.653 0.0264 20 0.032 0.812 0.518 0.0333 21 0.0285 0.723 0.41 0.042 22 0.0253 0.644 0.326 0.053 23 0.0226 0.573 0.258 0.0668 24 0.0201 0.511 0.205 0.0842
  • 61. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 61
  • 62. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 62  Cas particulier : Protection différentielle haute impédance Calcul de réglage de protection différentielle haute impédance TC ITI model 130 - C100 (saturation à 100 Volts) Icc : 40 000 Ampères Ratio TC : 3000: 5 A = Ratio de 600  Icc secondaire : 66.66 A Résistance TC : 1.175 Ω (voir fiche technique) Résistance Fil utilisé: 0.00829 Ω/m (Voir calibre #14AWG) Distance entre TC et relais : 20 m Longueur total fil : 40 m Résistance totale fil: 0.3316 Ω R totale (burden) : 1.5066 Ω De V=RI 66.66 A * 1.5066 = 100.44 V Facteur sécurité 1.5 = 150.66 Volts Réglage recommandé : 150 Volts (1.5x seuil de saturation du TC!!)
  • 63. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 63 Current transformer ITI model 130 specifications
  • 64. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 64 Autres types de transformateurs de courant
  • 65. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 65  Principaux types de capteur de courant :  Conventionnels :  Transformateurs de courant (ferro magnétiques)  Nouveaux :  Capteur spécifique - bobine de Rogowski (1912)  Capteurs hybrides (comprend au moins un élément sensible à la grandeur à mesurer couplé à un système électronique délivrant un signal secondaire (courant ou tension), proportionnel et en phase de la grandeur primaire) :  capteur de courant optique  transformateur à flux nul  capteur de courant à effet Hall
  • 66. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 66 Effet Hall Rogowski Conventionnel
  • 67. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 67  Bobine de Rogowski  N’a pas de noyau ferromagnétique  parfaite linéarité dans une large plage de courant et de fréquence  Source tension si impédance de charge Z élevée
  • 68. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 68  Capteur de courant optique  Son élément sensible est soit une fibre optique, soit un cristal optique.  Dans les deux cas le principe de Faraday (1845) est utilisé.
  • 69. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 69  Principe de Faraday
  • 70. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 70  Capteur de courant optique Projet pilote Areva – Hydro-Québec Protection de ligne au poste La Praire
  • 71. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 71 Capteur de courant type Optique : COSI-NXCT  Précision entre 1A rms and 63kA rms.  Grosseur et poids réduit  Pas d’huile, gaz ni SF6 comme médium isolant.  Haute-précision pour mesurage et protection.  Mesure du DC et AC jusqu’à la 100ème harmonique et mesure précisément l’angle de phase. http://www.nxtphase.com/products-nxct.php
  • 72. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 72 Capteur de courant type Optique : COSI-NXCT  PERFORMANCES  La précision dépasse les exigences de ANSI/IEEE Class 0.15S/IEC Class 0.2S pour le mesurage et IEC Classe 5P/IEEE 10% pour la protection  Pas de saturation du noyau magnétique  Sécuritaire et écologique  L’ouverture du circuit secondaire n’est pas dangereuse.. !!
  • 73. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 73  Capteur de courant à Effet Hall  Son élément sensible est une cellule de Hall  Une plaquette semi-conductrice traversée par un courant i et plongée dans un champ d’induction magnétique B développe entre deux faces une différence de potentiel appelée tension de Hall VH répondant à la relation :  VH = K.i.B  où K est le coefficient de sensibilité du capteur
  • 74. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA 74  Capteur de courant à Effet Hall  Permet de mesurer aussi bien le courant continu que le courant alternatif.  Avec un circuit magnétique pour augmenter sa sensibilité, donc il est aussi soumis à des phénomènes de saturation, comme un TC.
  • 75. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 75 Questions QUIZ Pour terminer en beauté IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 76. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 76 Note de la part du manufacturier : Ne pas retirer le cavalier tant que la charge au sec. du TC n’est pas raccordée.  Pourquoi? IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 77. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 77  Est-ce un TP ou un TC?  Quel niveau de tension (BT, MT, HT)? IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 78. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 78  Est-ce un TP ou un TC?  Quel niveau de tension (BT, MT, HT)? IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 79. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 79  Est-ce un TP ou un TC?  Quel niveau de tension (BT, MT, HT)? IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 80. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 80 TC homopolaire – « Gas Insulated Switchgear (GIS) » 25 kV IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA
  • 81. Protection des réseaux Protection des réseaux Protection des réseaux 2016-01-26 81 IGEE 409 / ELE8459 - © J. Tessier - BBA