Étude de sélectivité des protections pour postes et industrie

De quoi s’agit-il et quand en avez-vous besoin

Une étude de sélectivité des protections définit comment doivent réagir les relais de protection, réenclencheurs et fusibles d’une installation pour que, lors d’un défaut, seul le disjoncteur le plus proche s’ouvre et que le reste du réseau reste en service. Pour y parvenir, nous calculons le courant de court-circuit à chaque jeu de barres, réglons les fonctions de protection et vérifions sur les courbes temps-courant que chaque appareil secourt le suivant sans fonctionner avant lui.

Nous la réalisons pour des postes de moyenne, haute et très haute tension (THT) et pour des sites industriels. Elle s’impose surtout pour :

• Les projets neufs, dans le cadre des études d’exécution et avant la mise en service.
• Le raccordement au réseau : le gestionnaire de réseau demande le plan de réglages des protections au point de raccordement.
• Les extensions ou changements de topologie : nouveau transformateur, nouvelle travée, production solaire ou gros moteurs.
• Les déclenchements non sélectifs, quand un disjoncteur amont s’ouvre alors qu’il n’aurait pas dû.
• Un changement de la puissance de court-circuit communiqué par le gestionnaire de réseau.

L’étude fait partie de notre service d’ingénierie et études.

Ce qui est inclus

• Collecte des données et modèle du réseau : source équivalente du gestionnaire de réseau, transformateurs, lignes, câbles, générateurs, moteurs et charges.
• Étude de court-circuit selon IEC 60909 (ou pratiques IEEE 551 pour les projets aux normes américaines) : défauts triphasés, biphasés, biphasés-terre et monophasés, avec courants maximaux et minimaux à chaque jeu de barres.
• Vérification des équipements : pouvoirs de coupure et de fermeture des disjoncteurs face au courant de court-circuit calculé.
• Réglages des fonctions de protection : maximum de courant phase et terre (50/51, 50N/51N), directionnelles (67, 67N), distance (21) et différentielles (87T, 87B, 87L), avec les numéros ANSI de l’IEEE C37.2, selon ce que comporte votre installation.
• Courbes de sélectivité temps-courant pour chaque chaîne de protection, avec les courbes de tenue des transformateurs et des câbles.
• Analyse de sélectivité et liste des cas non sélectifs, avec leur cause et la solution proposée.
• Plans de réglages par relais, prêts pour le gestionnaire de réseau et pour le chargement dans l’équipement.
• Vérification des réglages existants, si l’installation est déjà en exploitation.

Notre méthode

1. Cadrage. Nous définissons avec vous le périmètre, les scénarios d’exploitation (par exemple avec et sans production, ou avec un transformateur hors service) et les exigences du gestionnaire de réseau.
2. Collecte des données. Nous recueillons les données de plaque, les rapports des TC/TT, la fréquence assignée du réseau (50 Hz ou 60 Hz) et les modèles de relais. S’il manque des informations, votre équipe peut les recueillir avec notre liste de contrôle, ou notre équipe peut les relever sur site en Colombie (ailleurs sur demande).
3. Modèle et court-circuit. Nous construisons le modèle dans des outils de simulation comme DIgSILENT PowerFactory ou ETAP et calculons le court-circuit selon la méthode IEC 60909. Les courants maximaux servent à vérifier les équipements et à régler les fonctions instantanées ; les courants minimaux, à confirmer que la protection détecte le défaut le plus faible.
4. Réglages et sélectivité. Nous calculons seuils, courbes, multiplicateurs de temps et temporisations, et les vérifions sur les courbes temps-courant, de la charge jusqu’au point de raccordement. Nous vérifions aussi la saturation des TC sous courant de défaut.
5. Revue avec vous. Nous vous expliquons les cas non sélectifs et les compromis, par exemple entre rapidité d’élimination et sélectivité.
6. Note d’étude et plans de réglages. Nous remettons la note d’étude et les plans par relais. Si vous le souhaitez, nous chargeons ensuite les réglages à distance avec notre service de configuration de relais à distance.

Normes et critères

Le court-circuit est calculé selon IEC 60909-0, qui définit notamment le facteur de tension c pour les cas maximal et minimal, le courant de court-circuit symétrique initial Ik” et la valeur de crête ip. Les résultats sont ainsi comparables aux valeurs du gestionnaire de réseau. Pour les projets qui suivent la pratique américaine, nous appliquons IEEE 551.

Les courbes à temps inverse suivent IEC 60255-151 (inverse, très inverse et extrêmement inverse) ou IEEE C37.112 (modérément, très et extrêmement inverse), selon le relais et les critères du réseau. Entre deux protections en série, nous laissons un intervalle de sélectivité chronométrique qui tient compte du temps d’ouverture du disjoncteur, de l’erreur du relais et d’une marge de sécurité. La valeur finale dépend du type de relais et des critères du projet. La philosophie générale de sélectivité suit IEEE 242, aujourd’hui reprise dans la série IEEE 3004.

Les transformateurs sont protégés à l’intérieur de leur courbe de tenue aux défauts traversants selon IEEE C57.109, et les réglages ne doivent pas fonctionner sur le courant d’enclenchement ni sur le démarrage des moteurs. Pour vérifier le comportement des TC, nous utilisons IEEE C37.110.

Les réglages au point de raccordement sont aussi adaptés au code local et aux exigences du gestionnaire de réseau que vous nous transmettez.

Ce que vous recevez

• La note d’étude avec hypothèses, données d’entrée, scénarios et résultats de court-circuit.
• Les courbes temps-courant de chaque chaîne de protection.
• Les plans de réglages par relais, au format du gestionnaire de réseau si nécessaire.
• La liste des constats : cas non sélectifs, équipements sous-dimensionnés et recommandations.
• Les fichiers de réglages prêts à charger dans les relais, si vous nous confiez aussi la configuration.
• Un dossier d’ingénierie complet pour votre vérification.

Pourquoi Tiza Group

• Une seule équipe du début à la fin : ceux qui calculent les réglages sont ceux qui les défendent avec vous et devant le gestionnaire de réseau.
• Des critères éprouvés sur le terrain : notre équipe a essayé et mis en service le type de protections que nous calculons aujourd’hui, de la conception à la mise sous tension, en moyenne, haute et très haute tension.
• Des réglages qui arrivent jusqu’au relais : nous configurons à distance les principales marques de relais, de SEL et Siemens SIPROTEC aux réenclencheurs.
• Vous doutez de vos réglages actuels ? Commencez par une analyse de déclenchements ou contactez-nous.