Homopolaire [PDF]

Zitiervorschau

Extrait « La pratique des régimes de neutre en HT » [email protected]

1 Les protections résiduelles 1.1

Généralités

Observons le système électrique d’un réseau HTA en défaut dont le neutre est mis à la terre par une résistance.

1.1.1

Composante résiduelle et composante homopolaire

Au point P,

En un point du réseau, le module du courant résiduel est le triple du courant homopolaire. Ils ont même argument. r r Ir = 3Io

r r r ∠ -9° Id = Ii = Io = 54 A r r Ir = Jd = 162 A ∠-176°

La tension résiduelle est, dans ce cas particulier, en opposition de phase avec l’intensité résiduelle.

Vo = 6952 V rr rr ∠-176° Vr = 3Vo = 20856 V

Mlb

Qo

Le signe des puissances homopolaires dépend du déphasage θ entre Vo et Io. Au point P π/2 ≤ θ ≤ 3π/2. La puissance active homopolaire est donc naturellement négative. Le signe de la puissance réactive homopolaire dépend de l’impédance homopolaire. Zo résistive → Qo ≈ 0 Zo inductive → Qo < 0 Zo capacitive → Qo > 0 Nous verrons plus loin l’utilisation de cette propriété.

Ζο capacitive Po < 0 Qo > 0

Po > 0 Qo > 0

θ Vo

Io Po < 0 Qo < 0

Po Po > 0 Qo < 0

Ζο inductive

Tensions

Courants

Impédances

r r Vr = 3Vo

r r Ir = 3 Io

r 1r Zr = Zo 3 Zo =

20856 V

162 A

Vr Ir

128Ω

Puissances active réactive Qr = 9.Qo Pr = 9.Po Pr = 3Vo.3Io.cos θ Qr = 3Vo.3Io.sin θ

-3,3 MW

-0,76 MVAR*

1

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1.1.2

Réalité physique des composantes homopolaires

Elles n’interviennent qu’en présence d’un déséquilibre homopolaire. Le courant homopolaire traverse alors les éléments constituant l’impédance homopolaire du réseau. Pour mettre en évidence cette propriété, nous ajoutons au réseau précédent une impédance homopolaire transversale « Zo » représentant le capacitif homopolaire du réseau de câble. Le réseau est équilibré

Le réseau est le siège d’un déséquilibre homopolaire

Dans ce réseau à vide, la composante directe de tension Les composantes symétriques sont surtout représentées est égale à la tension simple du réseau. Les tensions par les composantes directes et homopolaires1. Les tensions simples et composées sont déséquilibrées. inverses et homopolaires sont nulles. Il existe un courant dans le neutre du réseau. Les impédances homopolaires Zo sont traversées par 1 un courant Io = 12 A . 3 On peut considérer qu’une composante homopolaire est l’expression mathématique d’un déséquilibre homopolaire. La composante résiduelle en est sa manifestation physique. La composante résiduelle d’une grandeur électrique est la valeur que l’on mesure pour détecter un déséquilibre homopolaire. Pour mesurer le courant résiduel, on effectue la somme des courants qui transitent dans les phases en un point du réseau. Les sommes géométriques des courants dans les systèmes direct et inverse étant nulles (§Erreur ! Source du renvoi introuvable.), l’intensité résiduelle est donnée par la relation

r r r r r I1+ I2 + I3 = 3Io = Ir On peut alors réaliser le montage suivant:

On effectue la somme des courants au secondaire des transformateurs de mesure (TC) I'1 I'2

I'r

I'3

On déduit de la valeur de I’r, la valeur I’o telle que I' r I’o = et Io = K.I’o où K est le rapport de 3 transformation des TC

1

Si le neutre est relié à la terre par une faible impédance, les composantes inverses ne sont plus négligeables.

2

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Pour mesurer la tension résiduelle, on effectue en un point du réseau la somme des tensions simples « phaseneutre » ou « phases-terre ». Les sommes géométriques des tensions dans les systèmes directe et inverse étant nulles, la tension résiduelle est donnée par la relation

r r r r r V1 + V2 + V3 = 3 Vo = Vr la mesure de Vr est obtenue par le montage suivant On utilise trois transformateurs de tension (TT) dont les secondaires sont couplés en série de manière à alimenter le relais par r r r r r V' 1+ V' 2 + V' 3= V' r = 3 V' o . On en déduit la valeur de Vo telle que V' r Vo = K 3 On verra dans le livre 3 qu’il existe des variantes à ce montage.

A l’aide des deux montages précédents, on peut mesurer ou calculer les impédances et les puissances homopolaires.

1.1.3

Zo =

Vr , Ir

Ro =

Vr . cosθ, Ir

Xo =

Vr . sinθ, Ir

So =

Vr . Ir , 9

Po =

Vr . Ir . cosθ, 9

Qo =

Vr . Ir . sinθ 9

Les circuits de mesure

Le circuit de mesure de la protection « Max de I » comprend:


la protection,


la boite d’essai,


les transformateurs de courant (TC) et le câblage du secondaire.

3

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Le circuit de mesure du « PARCS2 »
le relais sensible,


le transformateur de courant de type tore et le câblage du secondaire (Le tore est généralement monté en sortie de caisson du départ HTA)

1.1.4

Plan de protection d’un réseau HTA de distribution

L’architecture d’un tel plan de protection essentiellement constitué de relais à maximum d’intensité résiduelle est représentée par le schéma ci-dessous.

Transformateur HTB/HTA
Protection des masses du transformateur.

Arrivée HTA
Protection à maximum d’intensité résiduelle à temps indépendant. Départ HTA
Protection à maximum d’intensité résiduelle à temps indépendant.
Protection à maximum d’intensité résiduelle à temps dépendant.

Transformateur HTB/HTA
Détection des défauts à la terre sur le réseau HTA.

Jeu de barres protégé HTA
Protection des masses du jeu de barres HTA.

Poste divisionnaire HTA/HTA
Protection à maximum d’intensité résiduelle à temps indépendant.
Protection à maximum d’intensité résiduelle à temps dépendant.

2

Protection ampèremétrique résiduelle et sélective

4