Protection des jeux de barres en général

Une protection de jeu de barres est une protection pour protéger les jeux de barres contre les courts-circuits et les défauts à la terre. Dans «l’enfance» de l’électricité, aucune protection distincte n’était utilisée pour les jeux de barres. La protection de ligne à proximité a été utilisée comme sauvegarde pour la protection du jeu de barres. Avec l’augmentation de la puissance de court-circuit dans le réseau, des protections de jeu de barres distinctes doivent être installées pour limiter les dommages aux défauts primaires.

Protection des jeux de barres en général

Un déclenchement retardé pour des défauts de jeu de barres peut également conduire à une instabilité des générateurs à proximité et à l’effondrement total du système.

1.1 Types de protection du jeu de barres

Les protections de jeu de barres sont pour la plupart de type différentiel mesurant la somme du courant à tous les objets connectés au jeu de barres, loi de Kirchhoffs.

Les protections de jeu de barres différentielles peuvent être divisées en trois groupes différents:

  1. Basse impédance.
  2. Impédance moyenne.
  3. Haute impédance.

Pour les jeux de barres de distribution sous enveloppe métallique, les détecteur art peuvent également être utilisés comme protection de jeu de barres. Pour les systèmes qui ne sont alimentés que radialement, des relais de surintensité bloquantes dans les baies entrantes peuvent être utilisés comme protection de jeu de barres.

2. Principes des configurations de jeux de barres différentiels

La forme la plus simple de protection de jeu de barres est une protection à 1 zone pour une configuration à jeu de barres unique , voir la figure 1. Si les TC principaux ont un rapport égal, les TC auxiliaires ne sont pas nécessaires. Si la protection du jeu de barres est du type haute impédance, les TC principaux doivent avoir le même rapport et les TC auxiliaires ne peuvent alors pas être utilisés.

Des noyaux CT séparés doivent également être fournis pour la protection du jeu de barres. Les autres relais de protection doivent être connectés à d’autres noyaux CT.

Pour les dispositions du système à 1 ½ disjoncteurs, une protection à 2 zones doit être utilisée comme sur la figure 2. Si les TC principaux ont un rapport égal, ce qui est normalement le cas, les TC auxiliaires ne sont pas nécessaires.

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Un relais différentiel de jeu de barres à deux zones pour un appareillage de disjoncteur 1 ½

Pour les appareillages à double jeu de barres, une protection à 2 zones doit être utilisée, voir Figure 3. Si les TC principaux ont un rapport égal, les TC auxiliaires ne sont pas nécessaires. Les circuits CT sont commutés en fonction de la position des sectionneurs de jeu de barres. Le courant est soit connecté à la protection différentielle du jeu de barres A ou du jeu de barres B.

La commutation est plus facile à réaliser en utilisant des relais de répétition, contrôlés via deux contacts auxiliaires à chaque sectionneur de jeu de barres

Dans de nombreux cas, lorsque la commutation dans le circuit CT est effectuée, une zone de contrôle de la protection du jeu de barres est nécessaire, voir Figure 4. La zone de contrôle est fixe et n’a pas de commutation de TC dans tous les circuits sortants et n’est pas connectée aux sections de jeu de barres

La libération lorsque la zone de contrôle détecte un défaut se fait normalement en envoyant une tension continue positive aux zones discriminantes.

Une autre façon de procéder à la libération est de connecter la tension continue négative à tous les relais de déclenchement de la zone de contrôle et de connecter la tension continue positive des zones discriminantes.

Protection différentielle du jeu de barres à 2 zones, pour l'appareillage à double jeu de barres (y compris la zone de contrôle), libérant les zones principales des jeux de barres A et B

3. Commutation dans les circuits actuels

Pour les systèmes de jeux de barres, où l’objet peut être connecté à plusieurs jeux de barres, les systèmes à double jeu de barres, le courant doit être commuté sur la protection de jeu de barres de zone appropriée. Cette commutation doit être effectuée de manière à ce qu’aucun courant différentiel ne se développe dans aucune des protections de jeu de barres concernées .

La commutation se fait en utilisant deux contacts auxiliaires sur les sectionneurs de jeu de barres. Ces contacts auxiliaires sont des relais de mise sous tension qui effectuent la commutation dans les circuits CT. Les contacts auxiliaires des sectionneurs doivent être fournis comme sur la figure 5.

Les exigences suivantes doivent être respectées par les contacts auxiliaires «a» et «b» respectivement:

  • Le contact auxiliaire « a » doit se fermer au moins 100 ms avant que le contact principal puisse commencer à transporter du courant.
  • Le contact auxiliaire ” b ” doit s’ouvrir avant la fermeture du contact auxiliaire ” a “.
  • Le contact auxiliaire « b » ne doit pas se fermer avant que l’isolation complète soit sécurisée (normalement à 80% de la distance d’isolation complète).

 

Figure 5 – Exigences et connexion des contacts auxiliaires du sectionneur de jeu de barres, pour la commutation des relais de répétition bistables

4. Protection des jeux de barres MT dans les réseaux de distribution

Pour les jeux de barres dans les réseaux de distribution, la protection des jeux de barres peut être obtenue principalement de deux manières différentes, soit par une protection contre les surintensités bloquable au niveau des baies entrantes vers l’appareillage, soit en plaçant des détecteurs d’arc à l’intérieur du boîtier .

La protection contre les surintensités pouvant être bloquée est basée sur le principe que le courant de défaut n’est alimenté que par l’entrée du jeu de barres.

Pour les jeux de barres sous boîtier métallique, les détecteurs d’arc peuvent être utilisés comme protection de jeu de barres. L’arc à un défaut primaire est détecté par un dispositif sensible à l’arc, qui déclenche tous les disjoncteurs entrants. Afin de ne pas risquer de mal fonctionner à cause des flashs photographiques, etc., il est conseillé d’avoir également un verrouillage de surintensité.

Figure 6 – Protection contre les surintensités bloquables

5. Application de la protection du jeu de barres

Comme indiqué ci-dessus, pour les jeux de barres dans les réseaux de distribution, la protection peut être obtenue principalement de deux manières. La première consiste en une protection contre les surintensités pouvant être bloquée au niveau des baies entrantes vers l’appareillage, et la deuxième consiste à localiser les détecteurs d’arc à l’intérieur de l’enceinte.

La protection à haute impédance nécessite des noyaux CT séparés avec un rapport égal à chaque ligne d’alimentation, coupleur de bus et section de bus. Cela signifie que d’autres relais de protection ne peuvent pas être connectés au même noyau CT. Ce type de protection de jeu de barres est principalement destiné aux niveaux de moyenne tension.

Le courant de fonctionnement primaire varie d’un facteur 4 selon la phase dans laquelle le défaut se produit. L’indication de phase ne peut pas être obtenue.

6. Relais de défaillance de disjoncteur

Afin de prendre en charge une éventuelle défaillance du disjoncteur, les relais de défaillance du disjoncteur sont normalement installés dans des systèmes haute tension et très haute tension. Tout déclenchement de protection (pas d’ouverture manuelle) démarre un relais de courant mesurant le courant à travers le disjoncteur. Si le courant n’a pas disparu dans le temps défini, tous les disjoncteurs adjacents seront déclenchés pour éliminer le défaut.

Le temps «divisé» lors d’un déclenchement normal et d’un déclenchement en cas de défaillance du disjoncteur est illustré à la figure 7.

Figure 7 – Schéma horaire des relais de défaillance du disjoncteur

Dans des cas normaux, le temps total d’élimination des défauts sera le  temps de fonctionnement du relais de protection  plus le temps d’interruption CB. Chaque fois qu’un relais donne un ordre de déclenchement, il démarre en même temps le relais de défaillance de disjoncteur (CBF). Le temporisateur CBF fonctionnera tant que le courant traversera le CB. Lorsque le CB interrompt le courant, le relais de courant CBF se réinitialise et le temporisateur CBF s’arrête.

Par « temps de marge d’impulsion », on entend la différence entre le temps réglé et le temps «sans retour». Si le temporisateur est réglé sur 100 ms et est alimenté pendant, disons 98 ms, il continuera à fonctionner car la marge entre le temps réglé et le temps réel est petite.

La marge doit être choisie sur au moins 50 à 60 ms pour minimiser le risque de déclenchement inutile , en particulier compte tenu de l’impact important sur le réseau qu’un déclenchement CBF entraînera

7. Relais de discordance (divergence) des pôles

Pour les disjoncteurs avec un dispositif de commande par pôle, il est nécessaire de veiller à ce que les trois phases aient la même position . Cela se fait normalement en utilisant les contacts auxiliaires sur le disjoncteur selon la figure 8

Lorsque le réenclenchement automatique unipolaire est utilisé, un blocage du PD est nécessaire pendant le temps mort monophasé, voir Figure 8.

Figure 8 – Connexion d’un relais de discordance de pôle (discordance)

La séquence de synchronisation à la fermeture et à l’ouverture des disjoncteurs et la synchronisation de l’opération à un déclenchement de divergence de pôle doivent être soigneusement vérifiées. Il est par exemple souvent nécessaire d’actionner le relais de drapeau en premier et le déclenchement de ce relais pour obtenir une indication correcte lors d’un déclenchement car les contacts principaux enlèveront plutôt rapidement la quantité d’actionnement lorsque les pôles restants sont ouverts.

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