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Dispositif de protection sélective d'une ligne électrique contre les défauts à la terre.
On connaît des dispositifs de protection permettant de protéger sélectivement contre les défauts à la terre les diffé- rents tronçons d'un réseau, par comparaison du sens de circula- tion de la puissance homopolaire aux deux extrémités de chaque tronçon.
Cette comparaison peut être effectuée par l'intermédiaire d'une paire de fils pilotes. Dans un dispositif connu à fils pilotes, on surveille en permanence la continuité de ceux-ci par un courant qui excite un relais à chaque extrémité du tronçon.
Cependant ce dispositif ne permet le déclenchement des deux dis- joncteurs encadrant le tronçon dans lequel se produit le défaut que si le courant résiduel après défaut est suffisant pour faire fonctionner les relais de protection. Cela nécessite que le réseau @
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soit bouclé ou mis à la terre entre deux points encadrant le défaut.
Si le réseau n'est pas bouclé, ou n'est mis à la terre qu'en un point, une seule extrémité du tronçon de ligne où se produit le défaut à la terre est parcourue par un courant résiduel.
Le déclenchement du disjoncteur se produit bien à cette extrémité mais le défaut continue à être alimenté par la deuxième extrémité du tronçon où se trouve le disjoncteur non déclenché. Cela peut être la cause d'une aggravation de ce défaut (double mise à la terre par exemple), du fait que le potentiel des phases saines par rapport à la terre devient égal à la tension composée du réseau.
La présente invention, système Jean-Marc TESSERA, a pour but d'assurer le déclenchement du disjoncteur de la deuxième ex- trémité du tronçon lorsque le courant résiduel, 3 cette extrémité est nul ou inférieur au seuil de fonctionnement du relais de protection placé à cette extrémité, et cela sans l'adjonction de fils pilotes supplémentaires.
L'invention utilise la concomitance des deux critères suivants qui se produisent au moment d'un défaut à la terre:
1 ) Apparition d'une tension résiduelle.
2 ) Désexcitation des relais de ligne placés aux extrémi- tés du tronçon sur lequel se produit le défaut, par suite de l'ouverture du circuit des fils pilotes, provoquée par le déclen- chement du disjoncteur de la première extrémité du tronçon.
En outre, le déclenchement du disjoncteur de la deuxième extrémité du tronçon est légèrement temporisé pour permettre la sélection de déclenchement entre ce disjoncteur et les disjonc- teurs des tronçons situés en amont du défaut par rapport à l'em- placement de la mise à la terre normale du réseau, la concomi- tance des deux critères susmentionnés existant également dans ces tronçons, jusqu'à la séparation du tronçon où a lieu le dé- faut d'avec les tronçons voisins.
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L'invention sera exposée en détail dans la description suivante donnée en relation avec les dessins annexés.
Dans la fig.l on a représenté une phase de ligne électri- que divisée en un certain nombre de tronçons: Po - P1; P1- P2, P2 - P3. Chaque extrémité de tronçon est encadrée, comme cela est connu, par deux disjoncteurs. C'est ainsi que par exemple l'extré- mité P1 est encadrée par les disjoncteurs Dl et D'1, l'extrémité P2 est encadrée par les disjoncteurs D2 et D'2,
E1 et E2 sont deux sources d'énergie dont une seule El par exemple, est mise à la terre par une impédance Z1 qui permet la circulation d'un courant résiduel Ir entre E1 et un défaut à la terre. Sur la figure le défaut à la terre est représenté en d entre Pl et P2.
La fig.2 représente schématiquement un mode de réalisation du dispositif de protection suivant l'invention appliqué aux extrémités du tronçon Pl-P2.
Dans cette figure, ± est une paire de fils pilotes reliant Pl à P2, parcouru en permanence par un courant i; S est une source à courant continu. W1 et W2 représentent les contacts de deux relais directionnels alimentés par la composante résiduelle de la puissance. Ces deux contacts sont fermés en l'absence de circu- lation de puissance résiduelle ou pour un sens de circulation de la puissance résiduelle correspondant à un défaut entre Pl et P2.
L1 et L2 sont les enroulements de deux relais de ligne dont les contacts a sont fermés et les contacts b ouverts lorsque ces en- roulements sont excités, comme cela est représenté sur la fig.2, I1 et I2 sont les contacts de deux relais à maximum de courant dont les enroulements non représentés sont alimentés par le cou- rant résiduel Ir.
R1 et R2 sont deux relais auxiliaires dont les contacts commandent respectivement le déclenchement des disjoncteurs Dl et D2 de la fig.l. CI et C2 sont les contacts auxiliaires des disjonc-
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teurs D1 et D2. Ces contacts sont fermés lorsque les disjoncteurs sont enclenchés et ouverts lorsque les disjoncteurs sont déclen- chés. U1 et U2 sont les contacts de deux relais à maximum de ten- sion dont les enroulements non représentés sont alimentés par la composante résiduelle des tensions. T1 et T2 deux relais de dé- clenchement dont les contacts sont temporisés à la fermeture.
Le fonctionnement du dispositif est le suivant:
Lorsqu'un défaut à la terre d survient entre P1 et P2 il provoque la circulation d'un courant résiduel uniquement entre d et El et l'apparition d'une tension résiduelle sur tout le réseau.
Le relais directionnel du poste Pl, contrôlant le sens de la puissance résiduelle dans la direction : vers ligne, maintient'son contact W1 fermé. Le relais directionnel du poste P2 n'étant parcouru par aucun courant résiduel maintient égale- ment son contact W2 fermé.
Le courant i dans les fils pilotes n'est pas interrompu et les relais L1 et L2 restent excités et maintiennent leur con- tact a fermé.
Cela permet le déclenchement du disjoncteur Dl du poste P1 où le contact Il du relais à maximum de courant résiduel s'est fermé en excitant le relais R1. Au poste P2 le contact I2 du re- lais à maximum de courant résiduel reste ouvert puisque ce relais n'est parcouru par aucun courant résiduel. Le disjoncteur D2 reste enclenché, laissant ainsi le défaut alimenté car la source d'énergie E2 et maintient en conséquence la persistance d'une tension résiduelle au poste P2. C'est à ce moment que le dispo- sitif, objet de l'invention intervient.
Le disjoncteur D1, lors de son déclenchement provoque l'ouverture de son contact auxiliaire C1, ce qui interrompt le courant i circulant dans les fils pilotes b. Les relais L1 et L2 sont désexcités et dans ces conditions ouvrent leurs contacts a et ferment leurs contacts b. Au poste P2, le contact b du relais L2 en se fermant excite le relais T2, par l'intermédiaire du
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contact U2 du relais à maximum de tension fermé également par suite de la persistance de la tension résiduelle en ce poste.
La fermeture du contact du relais T2 provoque le déclenchement du disjoncteur D2 après une légère temporisation t.
Cette temporisation doit être supérieure à la durée du courant de défaut, c'est-à-dire au temps total de fonctionnement normal des relais de protection et de déclenchement du disjonc- teur D2, pour permettre la sélection de déclenchement entre le disjoncteur D'2 et le disjoncteur D2 dans le cas où le défaut se produirait en un point d' (fig.l) situé dans le tronçon P2-P3, en aval de P2 par rapport à l'impédance de mise à la terre Z1.
En effet, dans ce cas, tant que le courant de défaut Ir persiste, le courant dans les fils pilotes 2 est interrompu par l'ouverture du contact W2 du relais directionnel qui contrôle le sens de la puissance résiduelle dans la direction : vers poste, et le contact b du relais de ligne L2 se ferme. Comme d'autre part, la tension résiduelle provoquée par le défaut d' actionne le relais de tension résiduelle qui ferme son contact U2, le relais T2 est excité et provoquerait le déclenchement intempestif du disjoncteur D2, s'il n'était temporisé d'un temps supérieur au retour en position de repos du contact W2, retour qui ne peut s'effectuer qu'après la suppression du courant de défaut Ir, par l'ouverture du disjoncteur D'2, celui-ci étant naturellement muni d'une protection semblable à celles équipant les disjoncteurs D2 et D1 du tronçon P1- P2.