protection de decouplage · 2019-05-23 · Protection Voltmétrique Homopolaire, d’ouverture...
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ALEAS TECHNIQUES Protection de découplage Version V0 du 01.09.2011
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ALEAS TECHNIQUES
Protection de deacutecouplage
Version V0 du 01092011
Reacutefeacuterentiel Technique
Version Date drsquoapplication AuteurV0 01092011 WB ORD-T
PROTECTION D
PRESENTATION ET S
Identification DTR-Altec-DecVersion V0
E DECOUPLAGE
OLUTION TECHNIQUE
Nature de la modificationE Texte original
Nombre de pages 15
VIALIS 10 rue des Bonnes Gens BP 70187 68004 COLMAR Cedex France wwwvialistmfr 03 89 24 60 60
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Objet de lrsquoeacutetude
Le maillage du reacuteseau public de distribution permet de connecter drsquointerconnecter et decoupler tout type de raccordement au reacuteseau La protection des personnes des bienset du reacuteseau nous amegravene agrave eacutetudier la protection de deacutecouplage concernant plusparticuliegraverement les installations de production
Cette protection a pour objet en cas de deacutefaut sur le reacuteseau
- drsquoeacuteviter drsquoalimenter un deacutefaut ou de laisser sous tension un ouvrage en deacutefaut
- de ne pas alimenter les autres installations raccordeacutees agrave une tension ou agraveune freacutequence anormale
- de permettre les reacuteenclenchements automatiques des ouvrages du reacuteseau
Crsquoest pourquoi une eacutetude sera faite systeacutematiquement lors du raccordement drsquoun clientproducteur
Reacuteglementation
Deacutecret du 13 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques geacuteneacuterales deconception et de fonctionnement auxquelles doivent satisfaire les installations envue de leur raccordement aux reacuteseaux publics de distribution
Lrsquoarticle 14 du deacutecret citeacute deacuteclare qursquoen compleacutement de la protection geacuteneacuteraleviseacutee agrave lrsquoarticle 6 lrsquoinstallation de production doit ecirctre eacutequipeacutee drsquoune fonction deprotection destineacutee agrave la seacuteparer du reacuteseau public de distribution en cas de deacutefautde ce reacuteseauLe gestionnaire du reacuteseau public de distribution preacutecise agrave lrsquoutilisateur lesperformances attendues de cette fonction de protection dans un cadretransparent et non discriminatoire
Arrecircteacute du 17 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques de conception et defonctionnement pour le raccordement agrave un reacuteseau public de distribution drsquouneinstallation de production drsquoeacutenergie eacutelectrique
Lrsquoarticle 12 de lrsquoarrecircteacute citeacute deacuteclare que les installations de production doiventpouvoir assurer la fonction de protection de deacutecouplage destineacutee agrave les seacuteparerdu reacuteseau public de distribution en cas de deacutefaut sur celui-ci Cette protection apour objet
- de permettre le fonctionnement normal des protections et automatismesinstalleacutes par le gestionnaire du reacuteseau de distribution
- drsquoeacuteviter le maintient de reacuteseaux seacutepareacutes sans deacutefaut afin de ne pasalimenter les autres utilisateurs agrave une freacutequence et une tension anormaleet drsquoeacuteviter les faux couplages au moment de la reconnexion de cesreacuteseaux au reacuteseau public de distribution
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- de deacuteconnecter instantaneacutement les installations de production en cas dedeacutefaut survenant pendant le reacutegime speacutecial drsquoexploitation instaureacute lors destravaux sous tension effectueacutes sur le reacuteseau aeacuterien HTA
Les temps drsquoaction des dispositifs de protection doivent ecirctre coordonneacutes avecceux du plan de protection du gestionnaire du reacuteseau public de distribution
La protection de deacutecouplage doit permettre de deacutetecter les situations suivantes
- reacuteseau seacutepareacute sans deacutefaut
- deacutefaut HTA agrave la terre
- deacutetection de deacutefaut entre phase pour la HTA et entre conducteur pour laBT
- risque de faux couplage
- deacutefaut sur le reacuteseau HTB amont lorsque le raccordement de lrsquoinstallationconduit agrave ce que la somme des puissances actives maximales desinstallations de production raccordeacutees sur un poste HTBHTA devienneimportante (gt 12 MW environ) le gestionnaire du reacuteseau de distributiondoit avec lrsquoaccord du gestionnaire du reacuteseau HTB mettre en œuvre lesmesures eacuteventuellement rendues neacutecessaires suite agrave ce raccordementpour le maintien de la seacutecuriteacute des personnes et des biens en cas dedeacutefaut sur le reacuteseau HTBLes dispositifs de protection propres aux groupes ne doivent pas arrecircterleur fonctionnement dans des conditions moins seacutevegraveres que cellespreacutevues par les fonctions de deacutecouplage lors des situations deacutegradeacutees dureacuteseau public de distribution
Norme UTE C 15-400 de juillet 2005 constitueacute drsquoun guide pratique qui deacutefinit lesdiffeacuterents types de protection de deacutecouplage pour les groupes de productionqursquoils soient raccordeacutes au reacuteseau public de distribution en BT ou en HTA
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 21 juillet 1997 relatif aux conditions techniquesde raccordement des installations de production autonome drsquoeacutenergie eacutelectriquede moins de 1 MW
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 3 juin 1998 relatif aux conditions techniques deraccordement au reacuteseau public HTA des installations de production autonomedrsquoeacutenergie eacutelectrique de puissance installeacutee supeacuterieure agrave 1 MW
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Choix du type de protection de deacutecouplage
Hypothegraveses
Le raccordement consideacutereacute est celui correspondant au reacutegime normal drsquoalimentationDes dispositions compleacutementaires peuvent ecirctre neacutecessaires pour un fonctionnementsur les eacuteventuelles liaisons de secours
Critegraveres de deacutecision
Lrsquoinstallation drsquoun client producteur pouvant fonctionner en parallegravele avec le reacuteseaupublic de distribution celle-ci sera classeacutee dans une des deux cateacutegories selon lapuissance de production
- installation de puissance nominale apparente infeacuterieure ou eacutegale agrave 250kVA ne pouvant ecirctre raccordeacutee en BT
- installation de puissance nominale apparente supeacuterieure agrave 250 kVA
Pour chacun de ces deux cas les critegraveres de deacutecisions ci-apregraves permettent dedeacuteterminer pour une installation donneacutee de production le type de protection dedeacutecouplage minimale neacutecessaire pour assurer la sucircreteacute du reacuteseau public et seacutecuriteacutedes personnes et des biens Pour preacutemunir son installation du risque de tropnombreux deacutecouplages intempestifs le producteur peut opter pour une protectionplus performante que celle reacutesultant des critegraveres de deacutecision
Enfin en cas drsquoeacutevolution majeure du reacuteseau (notamment partage drsquoun deacutepart deacutedieacute)le gestionnaire du reacuteseau de distribution pourra refaire la preacutesente eacutetude en sebasant sur les nouvelles hypothegraveses et le cas eacutecheacuteant demander la modification dutype de protection de deacutecouplage par avenant agrave la convention de raccordement
Il est agrave noter que la puissance nominale apparente exprimeacutee en kVA est eacutegale agrave lasomme des puissances apparentes nominales des machines eacutelectriques donneacuteesdans les fiches de collecteLa puissance maximale de production exprimeacutee en MW est eacutegale agrave la somme despuissances actives en reacutegime continu des geacuteneacuterateurs eacutelectriques puissancesdonneacutees dans les fiches de collecte A deacutefaut cette puissance maximale est eacutegale agravela somme des produits des puissances nominales apparentes par le facteur depuissance nominal de chaque machine tournante
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Sites de puissance infeacuterieure agrave 250 kVA dont le raccordement est reacutealiseacute en HTA
Dans ce cas la protection de deacutecouplage peut ecirctre
- une protection externe de type B1 reacutegleacutee avec une plage de freacutequenceautour du 50Hz lorsque le reacuteseau BT est alimenteacute par un deacutepart HTAavec cycle de reacuteenclecnchements rapides
- une protection externe de type B2 pour des installations de tregraves faiblepuissances (lt 10 kVA) (notons qursquoen mecircme que tous les nouveaux relaiscomprennent la fonction de surveillance de freacutequence)
- une protection conforme DIN VDE 0126 inteacutegreacutee aux onduleurs ousectionneurs automatiques dans le cas drsquoune installation photovoltaiumlqueLa plage de freacutequence sera reacutegleacutee autour du 50Hz lorsque le reacuteseau BTest alimenteacute par un deacutepart HTA avec cycle de reacuteenclecnchements rapidesLa fonction de protection de deacutecouplage reacutepondant agrave la speacutecification DINVDE 0126 sera assureacutee par la protection interne du ou des onduleurs
Il est agrave noter que le type de protection est choisi en fonction de plusieurs critegraveres
- marche parallegravele permanente ou durable
- type de geacuteneacuterateur
- puissance apparente totale de lrsquoinstallation
- type de raccordement de lrsquoinstallation (HTA ou BT)
- type de deacutepart aeacuterien mixte ou souterrain reacuteenclenchement rapide oulent
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Sites de puissance supeacuterieure agrave 250 kVA
Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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PRESENTATION ET S
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Nature de la modificationE Texte original
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Objet de lrsquoeacutetude
Le maillage du reacuteseau public de distribution permet de connecter drsquointerconnecter et decoupler tout type de raccordement au reacuteseau La protection des personnes des bienset du reacuteseau nous amegravene agrave eacutetudier la protection de deacutecouplage concernant plusparticuliegraverement les installations de production
Cette protection a pour objet en cas de deacutefaut sur le reacuteseau
- drsquoeacuteviter drsquoalimenter un deacutefaut ou de laisser sous tension un ouvrage en deacutefaut
- de ne pas alimenter les autres installations raccordeacutees agrave une tension ou agraveune freacutequence anormale
- de permettre les reacuteenclenchements automatiques des ouvrages du reacuteseau
Crsquoest pourquoi une eacutetude sera faite systeacutematiquement lors du raccordement drsquoun clientproducteur
Reacuteglementation
Deacutecret du 13 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques geacuteneacuterales deconception et de fonctionnement auxquelles doivent satisfaire les installations envue de leur raccordement aux reacuteseaux publics de distribution
Lrsquoarticle 14 du deacutecret citeacute deacuteclare qursquoen compleacutement de la protection geacuteneacuteraleviseacutee agrave lrsquoarticle 6 lrsquoinstallation de production doit ecirctre eacutequipeacutee drsquoune fonction deprotection destineacutee agrave la seacuteparer du reacuteseau public de distribution en cas de deacutefautde ce reacuteseauLe gestionnaire du reacuteseau public de distribution preacutecise agrave lrsquoutilisateur lesperformances attendues de cette fonction de protection dans un cadretransparent et non discriminatoire
Arrecircteacute du 17 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques de conception et defonctionnement pour le raccordement agrave un reacuteseau public de distribution drsquouneinstallation de production drsquoeacutenergie eacutelectrique
Lrsquoarticle 12 de lrsquoarrecircteacute citeacute deacuteclare que les installations de production doiventpouvoir assurer la fonction de protection de deacutecouplage destineacutee agrave les seacuteparerdu reacuteseau public de distribution en cas de deacutefaut sur celui-ci Cette protection apour objet
- de permettre le fonctionnement normal des protections et automatismesinstalleacutes par le gestionnaire du reacuteseau de distribution
- drsquoeacuteviter le maintient de reacuteseaux seacutepareacutes sans deacutefaut afin de ne pasalimenter les autres utilisateurs agrave une freacutequence et une tension anormaleet drsquoeacuteviter les faux couplages au moment de la reconnexion de cesreacuteseaux au reacuteseau public de distribution
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- de deacuteconnecter instantaneacutement les installations de production en cas dedeacutefaut survenant pendant le reacutegime speacutecial drsquoexploitation instaureacute lors destravaux sous tension effectueacutes sur le reacuteseau aeacuterien HTA
Les temps drsquoaction des dispositifs de protection doivent ecirctre coordonneacutes avecceux du plan de protection du gestionnaire du reacuteseau public de distribution
La protection de deacutecouplage doit permettre de deacutetecter les situations suivantes
- reacuteseau seacutepareacute sans deacutefaut
- deacutefaut HTA agrave la terre
- deacutetection de deacutefaut entre phase pour la HTA et entre conducteur pour laBT
- risque de faux couplage
- deacutefaut sur le reacuteseau HTB amont lorsque le raccordement de lrsquoinstallationconduit agrave ce que la somme des puissances actives maximales desinstallations de production raccordeacutees sur un poste HTBHTA devienneimportante (gt 12 MW environ) le gestionnaire du reacuteseau de distributiondoit avec lrsquoaccord du gestionnaire du reacuteseau HTB mettre en œuvre lesmesures eacuteventuellement rendues neacutecessaires suite agrave ce raccordementpour le maintien de la seacutecuriteacute des personnes et des biens en cas dedeacutefaut sur le reacuteseau HTBLes dispositifs de protection propres aux groupes ne doivent pas arrecircterleur fonctionnement dans des conditions moins seacutevegraveres que cellespreacutevues par les fonctions de deacutecouplage lors des situations deacutegradeacutees dureacuteseau public de distribution
Norme UTE C 15-400 de juillet 2005 constitueacute drsquoun guide pratique qui deacutefinit lesdiffeacuterents types de protection de deacutecouplage pour les groupes de productionqursquoils soient raccordeacutes au reacuteseau public de distribution en BT ou en HTA
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 21 juillet 1997 relatif aux conditions techniquesde raccordement des installations de production autonome drsquoeacutenergie eacutelectriquede moins de 1 MW
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 3 juin 1998 relatif aux conditions techniques deraccordement au reacuteseau public HTA des installations de production autonomedrsquoeacutenergie eacutelectrique de puissance installeacutee supeacuterieure agrave 1 MW
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Choix du type de protection de deacutecouplage
Hypothegraveses
Le raccordement consideacutereacute est celui correspondant au reacutegime normal drsquoalimentationDes dispositions compleacutementaires peuvent ecirctre neacutecessaires pour un fonctionnementsur les eacuteventuelles liaisons de secours
Critegraveres de deacutecision
Lrsquoinstallation drsquoun client producteur pouvant fonctionner en parallegravele avec le reacuteseaupublic de distribution celle-ci sera classeacutee dans une des deux cateacutegories selon lapuissance de production
- installation de puissance nominale apparente infeacuterieure ou eacutegale agrave 250kVA ne pouvant ecirctre raccordeacutee en BT
- installation de puissance nominale apparente supeacuterieure agrave 250 kVA
Pour chacun de ces deux cas les critegraveres de deacutecisions ci-apregraves permettent dedeacuteterminer pour une installation donneacutee de production le type de protection dedeacutecouplage minimale neacutecessaire pour assurer la sucircreteacute du reacuteseau public et seacutecuriteacutedes personnes et des biens Pour preacutemunir son installation du risque de tropnombreux deacutecouplages intempestifs le producteur peut opter pour une protectionplus performante que celle reacutesultant des critegraveres de deacutecision
Enfin en cas drsquoeacutevolution majeure du reacuteseau (notamment partage drsquoun deacutepart deacutedieacute)le gestionnaire du reacuteseau de distribution pourra refaire la preacutesente eacutetude en sebasant sur les nouvelles hypothegraveses et le cas eacutecheacuteant demander la modification dutype de protection de deacutecouplage par avenant agrave la convention de raccordement
Il est agrave noter que la puissance nominale apparente exprimeacutee en kVA est eacutegale agrave lasomme des puissances apparentes nominales des machines eacutelectriques donneacuteesdans les fiches de collecteLa puissance maximale de production exprimeacutee en MW est eacutegale agrave la somme despuissances actives en reacutegime continu des geacuteneacuterateurs eacutelectriques puissancesdonneacutees dans les fiches de collecte A deacutefaut cette puissance maximale est eacutegale agravela somme des produits des puissances nominales apparentes par le facteur depuissance nominal de chaque machine tournante
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Sites de puissance infeacuterieure agrave 250 kVA dont le raccordement est reacutealiseacute en HTA
Dans ce cas la protection de deacutecouplage peut ecirctre
- une protection externe de type B1 reacutegleacutee avec une plage de freacutequenceautour du 50Hz lorsque le reacuteseau BT est alimenteacute par un deacutepart HTAavec cycle de reacuteenclecnchements rapides
- une protection externe de type B2 pour des installations de tregraves faiblepuissances (lt 10 kVA) (notons qursquoen mecircme que tous les nouveaux relaiscomprennent la fonction de surveillance de freacutequence)
- une protection conforme DIN VDE 0126 inteacutegreacutee aux onduleurs ousectionneurs automatiques dans le cas drsquoune installation photovoltaiumlqueLa plage de freacutequence sera reacutegleacutee autour du 50Hz lorsque le reacuteseau BTest alimenteacute par un deacutepart HTA avec cycle de reacuteenclecnchements rapidesLa fonction de protection de deacutecouplage reacutepondant agrave la speacutecification DINVDE 0126 sera assureacutee par la protection interne du ou des onduleurs
Il est agrave noter que le type de protection est choisi en fonction de plusieurs critegraveres
- marche parallegravele permanente ou durable
- type de geacuteneacuterateur
- puissance apparente totale de lrsquoinstallation
- type de raccordement de lrsquoinstallation (HTA ou BT)
- type de deacutepart aeacuterien mixte ou souterrain reacuteenclenchement rapide oulent
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Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Objet de lrsquoeacutetude
Le maillage du reacuteseau public de distribution permet de connecter drsquointerconnecter et decoupler tout type de raccordement au reacuteseau La protection des personnes des bienset du reacuteseau nous amegravene agrave eacutetudier la protection de deacutecouplage concernant plusparticuliegraverement les installations de production
Cette protection a pour objet en cas de deacutefaut sur le reacuteseau
- drsquoeacuteviter drsquoalimenter un deacutefaut ou de laisser sous tension un ouvrage en deacutefaut
- de ne pas alimenter les autres installations raccordeacutees agrave une tension ou agraveune freacutequence anormale
- de permettre les reacuteenclenchements automatiques des ouvrages du reacuteseau
Crsquoest pourquoi une eacutetude sera faite systeacutematiquement lors du raccordement drsquoun clientproducteur
Reacuteglementation
Deacutecret du 13 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques geacuteneacuterales deconception et de fonctionnement auxquelles doivent satisfaire les installations envue de leur raccordement aux reacuteseaux publics de distribution
Lrsquoarticle 14 du deacutecret citeacute deacuteclare qursquoen compleacutement de la protection geacuteneacuteraleviseacutee agrave lrsquoarticle 6 lrsquoinstallation de production doit ecirctre eacutequipeacutee drsquoune fonction deprotection destineacutee agrave la seacuteparer du reacuteseau public de distribution en cas de deacutefautde ce reacuteseauLe gestionnaire du reacuteseau public de distribution preacutecise agrave lrsquoutilisateur lesperformances attendues de cette fonction de protection dans un cadretransparent et non discriminatoire
Arrecircteacute du 17 mars 2003 relatif aux prescriptions techniques de conception et defonctionnement pour le raccordement agrave un reacuteseau public de distribution drsquouneinstallation de production drsquoeacutenergie eacutelectrique
Lrsquoarticle 12 de lrsquoarrecircteacute citeacute deacuteclare que les installations de production doiventpouvoir assurer la fonction de protection de deacutecouplage destineacutee agrave les seacuteparerdu reacuteseau public de distribution en cas de deacutefaut sur celui-ci Cette protection apour objet
- de permettre le fonctionnement normal des protections et automatismesinstalleacutes par le gestionnaire du reacuteseau de distribution
- drsquoeacuteviter le maintient de reacuteseaux seacutepareacutes sans deacutefaut afin de ne pasalimenter les autres utilisateurs agrave une freacutequence et une tension anormaleet drsquoeacuteviter les faux couplages au moment de la reconnexion de cesreacuteseaux au reacuteseau public de distribution
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- de deacuteconnecter instantaneacutement les installations de production en cas dedeacutefaut survenant pendant le reacutegime speacutecial drsquoexploitation instaureacute lors destravaux sous tension effectueacutes sur le reacuteseau aeacuterien HTA
Les temps drsquoaction des dispositifs de protection doivent ecirctre coordonneacutes avecceux du plan de protection du gestionnaire du reacuteseau public de distribution
La protection de deacutecouplage doit permettre de deacutetecter les situations suivantes
- reacuteseau seacutepareacute sans deacutefaut
- deacutefaut HTA agrave la terre
- deacutetection de deacutefaut entre phase pour la HTA et entre conducteur pour laBT
- risque de faux couplage
- deacutefaut sur le reacuteseau HTB amont lorsque le raccordement de lrsquoinstallationconduit agrave ce que la somme des puissances actives maximales desinstallations de production raccordeacutees sur un poste HTBHTA devienneimportante (gt 12 MW environ) le gestionnaire du reacuteseau de distributiondoit avec lrsquoaccord du gestionnaire du reacuteseau HTB mettre en œuvre lesmesures eacuteventuellement rendues neacutecessaires suite agrave ce raccordementpour le maintien de la seacutecuriteacute des personnes et des biens en cas dedeacutefaut sur le reacuteseau HTBLes dispositifs de protection propres aux groupes ne doivent pas arrecircterleur fonctionnement dans des conditions moins seacutevegraveres que cellespreacutevues par les fonctions de deacutecouplage lors des situations deacutegradeacutees dureacuteseau public de distribution
Norme UTE C 15-400 de juillet 2005 constitueacute drsquoun guide pratique qui deacutefinit lesdiffeacuterents types de protection de deacutecouplage pour les groupes de productionqursquoils soient raccordeacutes au reacuteseau public de distribution en BT ou en HTA
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 21 juillet 1997 relatif aux conditions techniquesde raccordement des installations de production autonome drsquoeacutenergie eacutelectriquede moins de 1 MW
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 3 juin 1998 relatif aux conditions techniques deraccordement au reacuteseau public HTA des installations de production autonomedrsquoeacutenergie eacutelectrique de puissance installeacutee supeacuterieure agrave 1 MW
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Choix du type de protection de deacutecouplage
Hypothegraveses
Le raccordement consideacutereacute est celui correspondant au reacutegime normal drsquoalimentationDes dispositions compleacutementaires peuvent ecirctre neacutecessaires pour un fonctionnementsur les eacuteventuelles liaisons de secours
Critegraveres de deacutecision
Lrsquoinstallation drsquoun client producteur pouvant fonctionner en parallegravele avec le reacuteseaupublic de distribution celle-ci sera classeacutee dans une des deux cateacutegories selon lapuissance de production
- installation de puissance nominale apparente infeacuterieure ou eacutegale agrave 250kVA ne pouvant ecirctre raccordeacutee en BT
- installation de puissance nominale apparente supeacuterieure agrave 250 kVA
Pour chacun de ces deux cas les critegraveres de deacutecisions ci-apregraves permettent dedeacuteterminer pour une installation donneacutee de production le type de protection dedeacutecouplage minimale neacutecessaire pour assurer la sucircreteacute du reacuteseau public et seacutecuriteacutedes personnes et des biens Pour preacutemunir son installation du risque de tropnombreux deacutecouplages intempestifs le producteur peut opter pour une protectionplus performante que celle reacutesultant des critegraveres de deacutecision
Enfin en cas drsquoeacutevolution majeure du reacuteseau (notamment partage drsquoun deacutepart deacutedieacute)le gestionnaire du reacuteseau de distribution pourra refaire la preacutesente eacutetude en sebasant sur les nouvelles hypothegraveses et le cas eacutecheacuteant demander la modification dutype de protection de deacutecouplage par avenant agrave la convention de raccordement
Il est agrave noter que la puissance nominale apparente exprimeacutee en kVA est eacutegale agrave lasomme des puissances apparentes nominales des machines eacutelectriques donneacuteesdans les fiches de collecteLa puissance maximale de production exprimeacutee en MW est eacutegale agrave la somme despuissances actives en reacutegime continu des geacuteneacuterateurs eacutelectriques puissancesdonneacutees dans les fiches de collecte A deacutefaut cette puissance maximale est eacutegale agravela somme des produits des puissances nominales apparentes par le facteur depuissance nominal de chaque machine tournante
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Sites de puissance infeacuterieure agrave 250 kVA dont le raccordement est reacutealiseacute en HTA
Dans ce cas la protection de deacutecouplage peut ecirctre
- une protection externe de type B1 reacutegleacutee avec une plage de freacutequenceautour du 50Hz lorsque le reacuteseau BT est alimenteacute par un deacutepart HTAavec cycle de reacuteenclecnchements rapides
- une protection externe de type B2 pour des installations de tregraves faiblepuissances (lt 10 kVA) (notons qursquoen mecircme que tous les nouveaux relaiscomprennent la fonction de surveillance de freacutequence)
- une protection conforme DIN VDE 0126 inteacutegreacutee aux onduleurs ousectionneurs automatiques dans le cas drsquoune installation photovoltaiumlqueLa plage de freacutequence sera reacutegleacutee autour du 50Hz lorsque le reacuteseau BTest alimenteacute par un deacutepart HTA avec cycle de reacuteenclecnchements rapidesLa fonction de protection de deacutecouplage reacutepondant agrave la speacutecification DINVDE 0126 sera assureacutee par la protection interne du ou des onduleurs
Il est agrave noter que le type de protection est choisi en fonction de plusieurs critegraveres
- marche parallegravele permanente ou durable
- type de geacuteneacuterateur
- puissance apparente totale de lrsquoinstallation
- type de raccordement de lrsquoinstallation (HTA ou BT)
- type de deacutepart aeacuterien mixte ou souterrain reacuteenclenchement rapide oulent
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Sites de puissance supeacuterieure agrave 250 kVA
Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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- de deacuteconnecter instantaneacutement les installations de production en cas dedeacutefaut survenant pendant le reacutegime speacutecial drsquoexploitation instaureacute lors destravaux sous tension effectueacutes sur le reacuteseau aeacuterien HTA
Les temps drsquoaction des dispositifs de protection doivent ecirctre coordonneacutes avecceux du plan de protection du gestionnaire du reacuteseau public de distribution
La protection de deacutecouplage doit permettre de deacutetecter les situations suivantes
- reacuteseau seacutepareacute sans deacutefaut
- deacutefaut HTA agrave la terre
- deacutetection de deacutefaut entre phase pour la HTA et entre conducteur pour laBT
- risque de faux couplage
- deacutefaut sur le reacuteseau HTB amont lorsque le raccordement de lrsquoinstallationconduit agrave ce que la somme des puissances actives maximales desinstallations de production raccordeacutees sur un poste HTBHTA devienneimportante (gt 12 MW environ) le gestionnaire du reacuteseau de distributiondoit avec lrsquoaccord du gestionnaire du reacuteseau HTB mettre en œuvre lesmesures eacuteventuellement rendues neacutecessaires suite agrave ce raccordementpour le maintien de la seacutecuriteacute des personnes et des biens en cas dedeacutefaut sur le reacuteseau HTBLes dispositifs de protection propres aux groupes ne doivent pas arrecircterleur fonctionnement dans des conditions moins seacutevegraveres que cellespreacutevues par les fonctions de deacutecouplage lors des situations deacutegradeacutees dureacuteseau public de distribution
Norme UTE C 15-400 de juillet 2005 constitueacute drsquoun guide pratique qui deacutefinit lesdiffeacuterents types de protection de deacutecouplage pour les groupes de productionqursquoils soient raccordeacutes au reacuteseau public de distribution en BT ou en HTA
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 21 juillet 1997 relatif aux conditions techniquesde raccordement des installations de production autonome drsquoeacutenergie eacutelectriquede moins de 1 MW
Annexe technique de lrsquoarrecircteacute du 3 juin 1998 relatif aux conditions techniques deraccordement au reacuteseau public HTA des installations de production autonomedrsquoeacutenergie eacutelectrique de puissance installeacutee supeacuterieure agrave 1 MW
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Choix du type de protection de deacutecouplage
Hypothegraveses
Le raccordement consideacutereacute est celui correspondant au reacutegime normal drsquoalimentationDes dispositions compleacutementaires peuvent ecirctre neacutecessaires pour un fonctionnementsur les eacuteventuelles liaisons de secours
Critegraveres de deacutecision
Lrsquoinstallation drsquoun client producteur pouvant fonctionner en parallegravele avec le reacuteseaupublic de distribution celle-ci sera classeacutee dans une des deux cateacutegories selon lapuissance de production
- installation de puissance nominale apparente infeacuterieure ou eacutegale agrave 250kVA ne pouvant ecirctre raccordeacutee en BT
- installation de puissance nominale apparente supeacuterieure agrave 250 kVA
Pour chacun de ces deux cas les critegraveres de deacutecisions ci-apregraves permettent dedeacuteterminer pour une installation donneacutee de production le type de protection dedeacutecouplage minimale neacutecessaire pour assurer la sucircreteacute du reacuteseau public et seacutecuriteacutedes personnes et des biens Pour preacutemunir son installation du risque de tropnombreux deacutecouplages intempestifs le producteur peut opter pour une protectionplus performante que celle reacutesultant des critegraveres de deacutecision
Enfin en cas drsquoeacutevolution majeure du reacuteseau (notamment partage drsquoun deacutepart deacutedieacute)le gestionnaire du reacuteseau de distribution pourra refaire la preacutesente eacutetude en sebasant sur les nouvelles hypothegraveses et le cas eacutecheacuteant demander la modification dutype de protection de deacutecouplage par avenant agrave la convention de raccordement
Il est agrave noter que la puissance nominale apparente exprimeacutee en kVA est eacutegale agrave lasomme des puissances apparentes nominales des machines eacutelectriques donneacuteesdans les fiches de collecteLa puissance maximale de production exprimeacutee en MW est eacutegale agrave la somme despuissances actives en reacutegime continu des geacuteneacuterateurs eacutelectriques puissancesdonneacutees dans les fiches de collecte A deacutefaut cette puissance maximale est eacutegale agravela somme des produits des puissances nominales apparentes par le facteur depuissance nominal de chaque machine tournante
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Sites de puissance infeacuterieure agrave 250 kVA dont le raccordement est reacutealiseacute en HTA
Dans ce cas la protection de deacutecouplage peut ecirctre
- une protection externe de type B1 reacutegleacutee avec une plage de freacutequenceautour du 50Hz lorsque le reacuteseau BT est alimenteacute par un deacutepart HTAavec cycle de reacuteenclecnchements rapides
- une protection externe de type B2 pour des installations de tregraves faiblepuissances (lt 10 kVA) (notons qursquoen mecircme que tous les nouveaux relaiscomprennent la fonction de surveillance de freacutequence)
- une protection conforme DIN VDE 0126 inteacutegreacutee aux onduleurs ousectionneurs automatiques dans le cas drsquoune installation photovoltaiumlqueLa plage de freacutequence sera reacutegleacutee autour du 50Hz lorsque le reacuteseau BTest alimenteacute par un deacutepart HTA avec cycle de reacuteenclecnchements rapidesLa fonction de protection de deacutecouplage reacutepondant agrave la speacutecification DINVDE 0126 sera assureacutee par la protection interne du ou des onduleurs
Il est agrave noter que le type de protection est choisi en fonction de plusieurs critegraveres
- marche parallegravele permanente ou durable
- type de geacuteneacuterateur
- puissance apparente totale de lrsquoinstallation
- type de raccordement de lrsquoinstallation (HTA ou BT)
- type de deacutepart aeacuterien mixte ou souterrain reacuteenclenchement rapide oulent
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Sites de puissance supeacuterieure agrave 250 kVA
Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Choix du type de protection de deacutecouplage
Hypothegraveses
Le raccordement consideacutereacute est celui correspondant au reacutegime normal drsquoalimentationDes dispositions compleacutementaires peuvent ecirctre neacutecessaires pour un fonctionnementsur les eacuteventuelles liaisons de secours
Critegraveres de deacutecision
Lrsquoinstallation drsquoun client producteur pouvant fonctionner en parallegravele avec le reacuteseaupublic de distribution celle-ci sera classeacutee dans une des deux cateacutegories selon lapuissance de production
- installation de puissance nominale apparente infeacuterieure ou eacutegale agrave 250kVA ne pouvant ecirctre raccordeacutee en BT
- installation de puissance nominale apparente supeacuterieure agrave 250 kVA
Pour chacun de ces deux cas les critegraveres de deacutecisions ci-apregraves permettent dedeacuteterminer pour une installation donneacutee de production le type de protection dedeacutecouplage minimale neacutecessaire pour assurer la sucircreteacute du reacuteseau public et seacutecuriteacutedes personnes et des biens Pour preacutemunir son installation du risque de tropnombreux deacutecouplages intempestifs le producteur peut opter pour une protectionplus performante que celle reacutesultant des critegraveres de deacutecision
Enfin en cas drsquoeacutevolution majeure du reacuteseau (notamment partage drsquoun deacutepart deacutedieacute)le gestionnaire du reacuteseau de distribution pourra refaire la preacutesente eacutetude en sebasant sur les nouvelles hypothegraveses et le cas eacutecheacuteant demander la modification dutype de protection de deacutecouplage par avenant agrave la convention de raccordement
Il est agrave noter que la puissance nominale apparente exprimeacutee en kVA est eacutegale agrave lasomme des puissances apparentes nominales des machines eacutelectriques donneacuteesdans les fiches de collecteLa puissance maximale de production exprimeacutee en MW est eacutegale agrave la somme despuissances actives en reacutegime continu des geacuteneacuterateurs eacutelectriques puissancesdonneacutees dans les fiches de collecte A deacutefaut cette puissance maximale est eacutegale agravela somme des produits des puissances nominales apparentes par le facteur depuissance nominal de chaque machine tournante
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Sites de puissance infeacuterieure agrave 250 kVA dont le raccordement est reacutealiseacute en HTA
Dans ce cas la protection de deacutecouplage peut ecirctre
- une protection externe de type B1 reacutegleacutee avec une plage de freacutequenceautour du 50Hz lorsque le reacuteseau BT est alimenteacute par un deacutepart HTAavec cycle de reacuteenclecnchements rapides
- une protection externe de type B2 pour des installations de tregraves faiblepuissances (lt 10 kVA) (notons qursquoen mecircme que tous les nouveaux relaiscomprennent la fonction de surveillance de freacutequence)
- une protection conforme DIN VDE 0126 inteacutegreacutee aux onduleurs ousectionneurs automatiques dans le cas drsquoune installation photovoltaiumlqueLa plage de freacutequence sera reacutegleacutee autour du 50Hz lorsque le reacuteseau BTest alimenteacute par un deacutepart HTA avec cycle de reacuteenclecnchements rapidesLa fonction de protection de deacutecouplage reacutepondant agrave la speacutecification DINVDE 0126 sera assureacutee par la protection interne du ou des onduleurs
Il est agrave noter que le type de protection est choisi en fonction de plusieurs critegraveres
- marche parallegravele permanente ou durable
- type de geacuteneacuterateur
- puissance apparente totale de lrsquoinstallation
- type de raccordement de lrsquoinstallation (HTA ou BT)
- type de deacutepart aeacuterien mixte ou souterrain reacuteenclenchement rapide oulent
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Sites de puissance supeacuterieure agrave 250 kVA
Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Sites de puissance infeacuterieure agrave 250 kVA dont le raccordement est reacutealiseacute en HTA
Dans ce cas la protection de deacutecouplage peut ecirctre
- une protection externe de type B1 reacutegleacutee avec une plage de freacutequenceautour du 50Hz lorsque le reacuteseau BT est alimenteacute par un deacutepart HTAavec cycle de reacuteenclecnchements rapides
- une protection externe de type B2 pour des installations de tregraves faiblepuissances (lt 10 kVA) (notons qursquoen mecircme que tous les nouveaux relaiscomprennent la fonction de surveillance de freacutequence)
- une protection conforme DIN VDE 0126 inteacutegreacutee aux onduleurs ousectionneurs automatiques dans le cas drsquoune installation photovoltaiumlqueLa plage de freacutequence sera reacutegleacutee autour du 50Hz lorsque le reacuteseau BTest alimenteacute par un deacutepart HTA avec cycle de reacuteenclecnchements rapidesLa fonction de protection de deacutecouplage reacutepondant agrave la speacutecification DINVDE 0126 sera assureacutee par la protection interne du ou des onduleurs
Il est agrave noter que le type de protection est choisi en fonction de plusieurs critegraveres
- marche parallegravele permanente ou durable
- type de geacuteneacuterateur
- puissance apparente totale de lrsquoinstallation
- type de raccordement de lrsquoinstallation (HTA ou BT)
- type de deacutepart aeacuterien mixte ou souterrain reacuteenclenchement rapide oulent
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Sites de puissance supeacuterieure agrave 250 kVA
Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Sites de puissance supeacuterieure agrave 250 kVA
Lrsquoarbre de deacutecision suivant preacutesente les diffeacuterents cas de figure
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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(1) voir paragraphe laquo Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute raquo(2) le deacutepart producteur est ouvert par ordre de lrsquoautomate du poste source
notamment en cas de permutation automatique de transformateur drsquoordreProtection Voltmeacutetrique Homopolaire drsquoouverture drsquoarriveacutee
(3) la protection de type H3 est associeacutee agrave un relais de preacutesence tension en retourpour preacutevenir les faux couplages
(4) dans le cas rare drsquoun deacutepart deacutedieacute en aeacuterien avec automatisme dereacuteenclenchement rapide le type de protection de deacutecouplage minimal est de typeH3
(5) la deacuterogation agrave valider par le demandeur consiste agrave installer une protectionH5 tant qursquoil nrsquoy a pas drsquoautres utilisateurs sur le deacutepart Si par la suite le deacutepartaccueille drsquoautres utilisateurs lrsquoeacutetude sera agrave refaire Le gestionnaire de reacuteseaupourra demander lrsquoinstallation drsquoune protection H4 (ajout drsquoun teacuteleacute-deacutecouplage)par avenant agrave la convention de raccordement
Protection de deacutecouplage compatible
Il est toujours possible de choisir une autre protection de deacutecouplage dans les limites dutableau suivant
Deacutetermination du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute
La meacutethode drsquoeacutetude est valable pour tout raccordement au reacuteseau public de distributionHTA sous ces conditions suivantes
- les reacutegulations de tension fonctionnant dans les installations de productionde puissance supeacuterieure agrave 10 MW ou agrave la demande du gestionnaire dereacuteseau de distribution dans les installations de production de puissancesupeacuterieure agrave 1 MW ont des temps de reacuteponse supeacuterieurs agrave plusieurssecondes
- les installations de production constitueacutees de machines synchronesfonctionnent sans dispositif de reacuteglage freacutequence puissance
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
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(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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- les installations de production constitueacutees de machines eacutequipeacuteesdrsquoonduleurs agrave commutation forceacutee fonctionnent sans dispositif de reacuteglagede la tension Lrsquoinjection est faite par controcircle du courant en sortie delrsquoeacutelectronique qui est synchroniseacutee agrave la tension du reacuteseau
Classification des machines
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute deacutepend en premier lieu du type demachines coupleacutees au reacuteseau seacutepareacute On distingue deux groupes de machines
- machines ayant lrsquoaptitude agrave fonctionner en reacuteseau seacutepareacute il srsquoagit desmachines synchrones qui disposent de leur propre systegraveme drsquoexcitation etqui nrsquoont pas besoin drsquoecirctre synchroniseacutees agrave la tension du reacuteseau pourinjecter leur puissance
- machines nrsquoayant pas lrsquoaptitude agrave fonctionner seules en reacuteseau seacutepareacute ilsrsquoagit drsquoune part des machines asynchrones qui ont besoin drsquoun apportexterne de puissance reacuteactive pour fonctionner et drsquoautre part desmachines injectant leur puissance au reacuteseau via une eacutelectronique depuissance dont le controcircle commande a besoin drsquoune reacutefeacuterence externede tension Pour simplifier ces machines seront reacutepertorieacutees par la suitedans le groupe des machines asynchrones ou agrave eacutelectronique depuissance
La meacutethode drsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute integravegre donc lapreacutesence ou non des machines de ces deux groupes
Diagramme ΔPΔQ drsquoune machine synchrone
On montre qursquoil est possible agrave partir drsquoun faible nombre de paramegravetres drsquoeacutevalueravec une preacutecision satisfaisante le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute avec unemachine synchrone reprenant une poche de reacuteseau Ces paramegravetres sont
- eacutecart entre les puissances actives et reacuteactives produite par la machine etconsommeacutee par les charges de la poche de reacuteseau au moment de laseacuteparation du reacuteseau
- inertie de la machine
- seuils de reacuteglage des relais de freacutequence et de tension de la protection dedeacutecouplage de la machine
- on deacutefinit ainsi des diagrammes ΔPΔQ donnant des conditions drsquoeacutecartsde puissance active et reacuteactive permettant agrave la protection de deacutecouplagede la machine (relais de freacutequence et relais agrave maximum de tension) dedeacutetecter en moins de 400 ms le maintien en reacuteseau seacutepareacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 5s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Les eacutecarts ΔP et ΔQ de puissance active et reacuteactive sont deacutefinis comme suit
- ΔPPn = (Pmachine ndash Pcharges)Pn
Avec - Pn puissance active nominale de la machine- Pmachine puissance active maximale fournie par la machine
(cette puissance peut ecirctre infeacuterieure agrave Pn)- Pcharges puissance active consommeacutee par les charges avant
ilotage
- ΔQQmachine = (Qmachine ndash Qcharges)Qmachine
Avec - Qmachine puissance reacuteactive fournie par la machine avant ilotage- Qcharges puissance reacuteactive consommeacutee par les charges avant
ilotage
Les diagrammes donneacutes ci-dessous
- Trois valeurs de la constante drsquoinertie H 1s 3s et 5s
- Les deux niveaux de reacuteglage des relais de freacutequence utiliseacutes pour lesprotections de deacutecouplage [475 ndash 51Hz] et [495 ndash 505Hz]
- Un reacuteglage du relais agrave maximum de tension agrave 115 de la tensionnominale
Les autres hypothegraveses retenues sont
- reacutegulation agrave tan(φ) constant sur la machine
- pas de reacutegulation de freacutequence sur la machine
- charges mixtes formeacutees de reacutesistance e de machines tournantes
Il est agrave noter que la tension au point de connection a peu drsquoincidences sur lesreacutesultats
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
Zone defonctionnementdes relais [495 ndash505Hz] pour uneinertie demachine H = 3s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Zone defonctionnement des relais[475 ndash 51Hz]pour uneinertie demachine H =3s agrave 115 detension Un
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Zone defonctionnement des
relais [495ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H
= 1s agrave 115de tension
Un
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Zone defonctionnement des relais[495 ndash 505Hz]pour uneinertie demachine H =5s agrave 115 detension Un
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Zone defonctionnementdes relais [475 ndash51Hz] pour uneinertie demachine H = 1s agrave115 de tensionUn
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
10 rue des Bonnes Gens BP 70187 68004 COLMAR Cedex France wwwvialistmfr 03 89 24 60 60
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Annexes
Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinessynchrones
Les machines interagissent entre elles et contribuent ensemble au maintien de lafreacutequence et de la tension Il est possible drsquoeacutevaluer le risque de maintien en reacuteseauseacutepareacute agrave partir des diagrammes ΔPΔQ preacutesenteacutes ci-dessus en assimilant lesmachines synchrones agrave une machine synchrone eacutequivalente Cette machineeacutequivalente a pour puissance active et reacuteactive la somme des puissances unitairesdes machines Lrsquoinertie eacutequivalente est la moyenne pondeacutereacutee de la puissance activede lrsquoinertie de chaque machine
Heacuteq = Σ(Hi Pi) ΣPi
Risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute en preacutesence de plusieurs machinesasynchrones ou agrave eacutelectronique de puissance
Les machines asynchrones ne peuvent agrave elles seules maintenir un reacuteseau seacutepareacutesauf cas tregraves particulier drsquoadeacutequation entre la puissance reacuteactive disponible sur lereacuteseau notamment gracircce aux gradins de condensateurs et la puissance reacuteactiveneacutecessaire agrave lrsquoexcitation des machines asynchrones (pheacutenomegravene drsquoauto-excitation)Nous neacutegligeons ce pheacutenomegravene dans le cadre de cette eacutetude eacutetant donneacutee laprobabiliteacute tregraves faible drsquoun maintien durable de la freacutequence et de la tension dansles plages de non fonctionnement des relais de la protection de deacutecouplage
Le risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est eacutegalement consideacutereacute commeneacutegligeable en preacutesence seulement de machines agrave eacutelectronique de puissance
Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute est donc inutile dans ces deux cas
Par contre lorsque des machines synchrones ou agrave eacutelectronique de puissance seretrouvent coupleacutees avec un ou plusieurs machines synchrones ces derniegraverespeuvent eacuteventuellement fournir la puissance reacuteactive neacutecessaire agrave lrsquoexcitation desmachines asynchrones etou donner une reacutefeacuterence de tension aux controcircles-commandes des eacutelectroniques Lrsquoeacutetude du risque de maintien en reacuteseau seacutepareacute estalors neacutecessaire
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Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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Il est agrave noter que la protection de type B1 nommeacutee aussi protection de type 21 doitpouvoir deacuteceler les diffeacuterents types de deacutefauts gracircce agrave des relais de surveillance de lafreacutequence et de la tension BT au point de raccordement drsquoun client producteur ensupposant que la variation de ces grandeurs qui reacutesulte du passage en reacuteseau seacutepareacutesoit suffisamment rapide et importante pour se traduire par un deacutecouplage quasiinstantaneacute
Il est agrave noter que la protection de type B2 nommeacutee aussi protection de type 22 estune version simplifieacutee de la protection B1 pour les sites de tregraves faible puissanceCette protection ne comporte que des relais de surveillance de la tension BT au pointde raccordement drsquoun client producteur
En ce qui concerne les protections de type H leur constitution leurs avantages etinconveacutenients sont les critegraveres de choix selon le cas rencontreacute
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