Etude du raccordement dune centrale de cognrationOn tudie le plan de protection du dpart 20 kV Centrale issu du poste Source

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Michel LAMBERT

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Le rseau

20 kV2 km 240

Sccmaxi=160 MVA Sccmini=133 MVA

A10 km 1480,52MW tg 0,4

5,2MW tg 0,4

8 km 150

B4 transformateurs de 1250 kVA 2,1 MW tg 0,4

35 MVA0,52MW tg 0,4

2 groupes 1250 kVA

GMichel LAMBERT 2

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5 km 75

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Les donnesLes usagers

Le dpart Centrale alimente:- un rseau industriel comportant une centrale biogaz; - des PME et PMI; - de la clientle domestique.

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Les donnesLarchitecturele dpart est constitu principalement dune ligne de structure principale en cble et dune antenne arienne en 148 almlec. Les PCC apportes par le rseau sur les barres 20 kV du poste sont: - PCC mini: 133 MVA. - PCC maxi: 166 MVA. Le rgime de neutre est du type impdant.22/10/2009 Michel LAMBERT 4

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Les donnesLe rseau industrielIl comporte: deux groupes de 1,25 MVA quatre transformateurs de 1,25 MVA une charge naturelle de 2 MW tg=0,4 Les impdances de la centrale sont: Zd = j.37 (en rgime transitoire) Zi = j.41

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Les donnesLes charges

Charge maximale du dpart Centrale: 8,34 MW; tg 0,4.

Puissance fournie par la centrale: 2,1 MW; 0,78 MVAR

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Les donnesLes caractristiques du rseauCble 240alu: Zd/km = 0,126+0,108j 3Ico/km = 3,5 A Cble 150alu: Zd/km = 0,21+0,117j 3Ico/km = 3 A Ligne 148alm: Zd/km = 0,224+0,36j Ligne 75alm: Zd/km = 0,44+0,36j Mise la terre du neutre Zn = 4022/10/2009 Michel LAMBERT 7

Les donnesLexploitation

Tension de service: 20kV +5%/-5% Renclencheurs rapides sur le rseau HTB. Renclencheur lent sur le dpart centrale Il est prvu deffectuer des travaux sous tension sur lantenne arienne du dpart centrale.

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Les protections du rseau de distribution publiqueLe dpart Centrale

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Le rglage des protections du dpart CentraleLes dfauts polyphassLa centrale est larrt La centrale est couple au rseau

Les dfauts la terre

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La centrale est larrtSccmaxi=160 MVA Sccmini=133 MVA

20 kV2 km 240

A10 km 1480,52MW tg 0,4

5,2MW tg 0,4

8 km 150

B4 transformateurs de 1250 kVA 2,1 MW tg 0,4

35 MVA

5 km 75

F

2 groupes 1250 kVA

0,52MW tg 0,4

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La protection contre les dfauts polyphassOn dtermine la Pcc mini du dpartLa centrale tant larrt,cest la PCC en F Pcc mini au poste source: 133 MVA Impdance directe (en 20kV) j.3 2 km de 240 alu: 0,252+j.0,216 8km de cble 150 alu: 1,68+j.0,936 10 km de ligne 148 alm: 2,24 + j.3,6 5 km de ligne 75 alm: 2,2 +j.1,8 Zd = 6,37 +j.9,552 ||Zd || = 11,48

Pcc(F) = 35 MVA

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La protection contre les dfauts polyphassDfaut biphas en F Rgle : 0,8 Iccbi miniIccbi min = Un 20000 = = 871A 2Zd 22,96

Pour un court-circuit ph2-ph3, en prenant en compte la charge maximale du dpart (centrale larrt) on trouverait: I1 256A; I2 1221 A; I3 1076 A

Rglage du relais = 700 A

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La centrale est couple

20 kV2 km 240

Sccmaxi=160 MVA Sccmini=133 MVA

A10 km 1480,52MW tg 0,4

5,2MW tg 0,4

8 km 150

B4 transformateurs de 1250 kVA 2,1 MW tg 0,4

35 MVA0,52MW tg 0,4

2 groupes 1250 kVA

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Influence de la centrale

20 kV0,252+j 0,216

j3

4,44+j5,4 3

2

Vn1,68+j 0,936

G22/10/2009

Zd = j37 i = j41 15

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Influence de la centraleIp0,252+j 3,216

ZAM ZD4,44+j5,4

2

Vn3

Zd=1,68+j 37,936 Zi= 1,68+j 41,936

ZG

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Influence de la centrale ZdVn3

Zi

Jdfaut

ZGd ZD d ZAMd Ipd

Vn3 ZGi ZAMi Ipi

Ip2= a.Ipd+a.Ipi Ip3= a.Ipd+a.Ipi JdfautZDi

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Influence de la centraleSi ZDd >> ZAMd // ZGd et ZDi >> ZAMi // ZGiZGd ZAMd Ipd ZDd

Vn3ZGi ZAMi Ipi

JdfautZDi

Jdfaut22/10/2009

Un ZDd+ ZDiMichel LAMBERT 18

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Influence de la centraleLintensit mesure par la protection en tte du dpart est rduite dans la proportionIpd ZG d = Jdfaut ZGd + ZAMd

et

Ipi ZGi = Jdfaut ZGi + ZAMi

Dans notre exemple, en ne gardant que la partie imaginaire des impdances, on obtient:

Ipd = 0,92 Jdfaut

et

Ipi = 0,93 Jdfaut

En tte du dpart la protection voit Centrale larrt 256A; 1221A; 1076A Centrale couple 191A; 1119A; 1008 A

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Influence de la centraleLorsque le dpart comporte une antenne, lattnuation du courant mesur par la protection est dautant plus importante que: Limpdance de lantenne en dfaut est grande devant les impdances amont. Le rapport des puissances de courtcircuit au point de raccordement de lantenne est faible.

Sccrseau < 10 Scccentrale22/10/2009 Michel LAMBERT

tude

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Rglage des protections du dpart CentraleDfauts polyphassRgle gnrale: 0,8 Iccbi mini Rglage du relais 700ADans les conditions particulires de ltude, le rglage par dfaut de la protection doit tre:

( = 0,92) 0,68 Iccbi mini

640 A 22/10/2009 Michel LAMBERT 21

Validation du rglageDfauts polyphass

Validation du rglage 640A

Court-circuit sur dpart adjacent Charges maximales du dpart

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Court-circuit sur un dpart adjacentDfauts polyphassEvaluation du courant de court-circuit inject par la centrale en amont du dpart Centrale.Le cas le plus dfavorable correspond un court-circuit triphas proche des barres au poste source.

1,2,322/10/2009 Michel LAMBERT 23

Court-circuit sur un dpart adjacentDfauts polyphassEvaluation du courant de court-circuit inject par la centraleAvec Zd= 1,932+j.38,15 IcctriG = Vn 20000 = = 302 A Zd 38,2 3

Valeur prendre en compte: 1,2 x 302 A

IccG max 362 A

362 A< 1,2 IcctriG(362 A) > Ich (390 A) > Is (480 A) Rglage de la protection

480 A