FR2823380A1

FR2823380A1 - Installation de protection, dispositif de protection et procede de protection pour une ligne electrique

Info

Publication number: FR2823380A1
Application number: FR0204004A
Authority: FR
Inventors: Reinhard Maier; Michael Schroeck
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2001-04-06
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2002-10-11
Anticipated expiration: 2022-03-29
Also published as: FR2823380B1; DE10117372A1; DE10117372B4; CN1395346A

Abstract

Afin d'avoir, dans une installation (1) de protection pour une ligne (5) électrique, une alimentation continue en énergie malgré des influences parasites qui apparaissent éventuellement, l'installation (1) de protection est munie d'un premier élément (4a) et d'un deuxième élément (4b) d'exploitation, le premier élément (4a) d'exploitation étant en liaison active avec un commutateur (6) à semi-conducteur monté dans la ligne (5). Lorsqu'une première condition de déclenchement est satisfaite, il est envoyé au commutateur (6) à semi-conducteur un signal (7a) de déclenchement, ce qui fait qu'une opération de déclenchement dans le commutateur (6) à semi-conducteur est produite. Lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite, le deuxième élément (4b) d'exploitation interrompt l'opération de déclenchement.

Description

INSTALLATION DE PROTECTION, DISPOSITIF DE PROTECTION ET PROCEDE DE PROTECTION POUR UNE LIGNE ELECTRIQUE
L'invention se rapporte à une installation de protection, à un dispositif de protection, ainsi qu'à un procédé de protection pour une ligne électrique, une fonction de protection souhaitée étant donnée ou provoquée par un premier et un deuxième élément de protection en liaison active avec un commutateur à semi-conducteur, à l'aide de conditions de déclenchement pouvant être définies.

Les éléments d'exploitation ont en l'occurrence une fonction de protection vis-à-vis des surintensités de courant, le commutateur à semiconducteur servant de commutateur de sécurité. On entend par commutateur de sécurité, dans le cas présent, un commutateur ou un appareil de coupure qui modifie son état de connexion en fonction d'un signal de commutation. Le commutateur a, en l'occurrence, une puissance de coupure suffisamment grande lors de la connexion ou de la déconnexion d'une ligne, d'un moyen d'exploitation, d'un appareil utilisateur ou d'une partie d'installation, notamment dans des conditions de court-circuit.

La base de la fonction de protection des éléments d'exploitation vis-à-vis de surintensités de courant, notamment de courant de court-circuit, est donnée d'une part, par exemple, par un relais de protection qui provoque, lors d'un court-circuit, une opération de déconnexion pour le commutateur de sécurité. La fonction de protection peut être réalisée, le cas échéant, aussi au moyen d'un circuit de reconnaissance pour des surintensités de courant.

D'autre part, on utilise ce que l'on appelle une technique de protection de dérivation qui prévoit, en étant assistée par des algorithmes adaptés, une mesure d'impédance pour un domaine de protection prévu. Ces algorithmes sont similaires à ceux de la technique de protection à distance. La technique de protection à distance est utilisée essentiellement en technique moyenne tension et/ou en technique haute tension.

Des commutateurs de sécurité sont connus en diverses variantes de réalisation par le manuel Fachkunde Elektrotechnik, Lektorat Professor Dr. Günter Springer, Edition Europa-Lehrmittel, Europa-Nr. 30138.

La technique de protection à distance susmentionnée, qui est explicitée dans le livre spécialisé Digitale Schutztechnik von Dr. Ing. Hans-Joachim Herrmann, Edition VDE GmbH, ISBN 3-8007-1850-2, est de plus usuelle.

Dans la technique de protection à distance suivant l'état de la technique précitée, un organe de protection vis-à-vis des surintensités de courant et un élément de protection à distance sont reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'un opérateur logique ET, un signal de déconnexion ne se produisant que lorsque la condition ET est satisfaite.

Si on utilise des commutateurs à semi-conducteur dans la fonction de commutateurs de sécurité, il est nécessaire, en cas de courtcircuit, de déconnecter très rapidement car, comparé à un commutateur de sécurité mécanique, on a une capacité d'absorption d'énergie beaucoup plus petite. Pour des commutateurs à semi-conducteur en silicium, on doit déconnecter en l'espace d'un petit nombre de microsecondes afin de ne pas dépasser une charge maximale suivant une énergie d'avalanche associée admissible ou une SCSOA (Short-Circuit-Safe-Operating-Area).

En raison de la nécessité d'une réponse très rapide des éléments d'exploitation agissant sur le commutateur de sécurité, notamment de l'organe de protection vis-à-vis des surintensités de courant et de l'organe de protection à distance, cela peut provoquer un déclenchement erroné du commutateur de sécurité. Cela peut être dû au fait que l'on ne dispose pas d'une durée d'exploitation suffisamment longue pour déterminer de manière précise un état de fonctionnement instantané. Des déclenchements erronés sont favorisés, par exemple, par des parasites en forme d'impulsions, notamment par un courant de choc ou aussi un à-coup de courant de connexion.

Un inconvénient est en l'occurrence qu'un déclenchement erroné provoque en général une interruption, ce qui fait qu'une alimentation permanente en énergie n'est plus assurée.

C'est pourquoi la présente invention vise une installation de protection en liaison avec un commutateur à semi-conducteur, dans laquelle une alimentation continue en énergie est donnée malgré des influences parasites apparaissant éventuellement. On cherche de plus à indiquer un

dispositif de protection associé et un procédé de protection associé.

Suivant l'invention, on y parvient par le fait que - le premier élément d'exploitation est en liaison active avec un commutateur à semi-conducteur monté dans la ligne et envoie, lorsqu'une première condition de déclenchement est remplie, un signal de déconnexion au commutateur à semi-conducteur, ce qui fait qu'une opération de déconnexion est produite dans le commutateur à semi-conducteur, et - en ce que le deuxième élément d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite.

On obtient, par ce dispositif de protection, de pouvoir satisfaire des exigences dues au fonctionnement, en rapport avec une ligne à protéger et la conservation qui en découle de l'alimentation en énergie sur la base de sa caractéristique d'exploitation et de déclenchement.

Font partie de cela, une réponse très rapide lors d'un courtcircuit, le fait d'empêcher dans une grande mesure des déclenchements erronés et une vérification très rapide de la présence d'un parasitage.

L'opération de déconnexion interrompue par l'invention empêche, même dans des conditions de fonctionnement entachées de parasitage, une déconnexion inutile d'une ligne, d'un moyen d'exploitation ou d'une partie de l'installation et sert donc à une alimentation continue en énergie. En l'occurrence, une opération de déconnexion déjà initiée est interrompue et la liaison électrique est quasiment reprise. Cette façon de procéder ne serait pas possible pour un commutateur de sécurité mécanique usuel. Cette avancée inventive n'est possible que par la connaissance de l'utilisation de la conductivité partielle encore présente du commutateur à semi-conducteur.

En ce qui concerne le dispositif de protection pour une ligne électrique, l'objectif de l'invention est atteint par le fait que - le deuxième élément d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite.

L'invention convient notamment à l'utilisation dans des lignes électriques, ainsi que pour une alimentation en énergie, tout comme pour des moyens d'exploitation, des appareils utilisateurs ou des parties d'installation montées en aval. Les deux éléments d'exploitation et le commutateur à semi-

conducteur sont conçus avantageusement pour un fonctionnement sur le secteur dans le domaine des basses tensions, des moyennes tensions ou des hautes tensions.

Cela permet une utilisation de l'invention dans les domaines d'utilisation les plus nombreux, ce qui permet de ménager des moyens d'investissement et offre en même temps l'option d'utiliser un dispositif de protection pouvant être normalisé.

Suivant un mode de réalisation avantageux, le deuxième élément d'exploitation comprenant respectivement un élément de détection et de maintien pour un courant et une tension, une unité de calcul, une unité de comparaison et une commande de déroulement dans le temps.

On a ainsi une exploitation particulièrement fiable et sûre, tout en utilisant des composants déjà éprouvés en pratique.

De préférence, le commutateur à semi-conducteur comporte un varistor monté en parallèle.

Le varistor sert en l'occurrence avantageusement de dispositif de protection pour le commutateur à semi-conducteur. Cela vaut notamment pour le cas d'une surtension qui se produit.

Suivant un mode de réalisation avantageux, le premier élément d'exploitation est conçu comme organe de protection vis-à-vis des surintensités de courant.

Suivant un mode de réalisation avantageux, le deuxième élément d'exploitation est conçu comme organe de protection à distance.

De préférence, le premier élément d'exploitation est conçu en organe de protection vis-à-vis des surintensités de courant pour un courtcircuit et le deuxième élément d'exploitation est conçu en organe de protection à distance ayant une fonction de mesure pour l'impédance du secteur. On obtient ainsi une fonction de protection pleinement efficace en ayant une redondance, ce qui donne une caractéristique d'exploitation améliorée et une plus petite sensibilité au parasitage de l'alimentation en énergie. Suivant un mode de réalisation avantageux, l'opération de déconnexion est donnée au plus tard lors d'une opération de commutation du commutateur à semiconducteur.

La durée de commutation du commutateur à semi-conducteur est utilisée en l'occurrence avantageusement pour vérifier un parasitage, afin d'interrompre le cas échéant le signal de déconnexion.

L'objectif de l'invention est atteint pour le procédé de protection par le fait que - un premier élément d'exploitation agit sur un commutateur à semi-conducteur monté dans une ligne et envoie, lorsqu'une première condition de déclenchement est satisfaite, un signal de déconnexion au commutateur à semi-conducteur, ce qui fait qu'il est produit une opération de déconnexion dans le commutateur à semi-conducteur, et - en ce qu'un deuxième élément d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite.

Les avantages mentionnés supra se rapportent de manière analogue aussi au procédé.

De préférence, la deuxième condition de déclenchement est interrogée après la première condition de déclenchement.

La structure d'interrogation similaire à une cascade peut contribuer, par conséquent, à interrompre un signal de déconnexion reposant déjà sur un déclenchement erroné, envoyé au commutateur à semiconducteur, afin d'assurer la conservation du fonctionnement de la ligne ou l'alimentation en énergie.

La deuxième condition de déclenchement est interrogée avantageusement au moins en partie, parallèlement à la première condition de déclenchement.

Cette stratégie d'interrogation contribue à vérifier de manière précoce un éventuel parasitage et aide, le cas échéant, à amener le signal de déconnexion au commutateur à semi-conducteur. On gagne du temps par ce mode de travail en parallèle.

Un mode de réalisation supplémentaire de l'invention est caractérisé en ce que, pour interrompre l'opération de déconnexion, le signal de déconnexion est effacé et/ou un signal de connexion est envoyé au commutateur à semi-conducteur.

De manière avantageuse, on peut, en l'occurrence, non seulement effacer de manière exclusive le signal de déconnexion d'un élément d'exploitation, mais aussi initier à la suite de cela la reconnexion du commutateur à semi-conducteur. On a ainsi une conservation d'une ligne apte au fonctionnement ou une alimentation en énergie prête à fonctionner.

Des avantages et des détails supplémentaires de l'invention sont

représentés dans ce qui suit à l'aide du dessin. Ces avantages et détails servent à faire comprendre l'idée inventive de base. Au dessin, de manière grossièrement schématique : la Figure 1 représente une installation de protection et un dispositif de protection comme partie d'un circuit de courant, la Figure 2 représente un commutateur à semi-conducteur avec une branche de commutation, la Figure 3 représente un deuxième élément d'exploitation ayant des composants fonctionnels, et les Figures 4a à 4e sont des diagrammes du même genre du déroulement du mode d'action d'une installation de protection et d'un procédé de protection.

Dans le texte qui suit, de mêmes pièces des figures sont munies des mêmes signes de référence ou, par analogie, de signes de référence similaires.

On s'attache d'abord aux données du circuit de courant, puis aux détails fonctionnels.

La Figure 1 représente une installation 1 de protection et un dispositif 2 de protection comme partie secondaire d'un circuit 3 de courant monophasé. Le circuit 3 de courant représente une alimentation en énergie ayant une tension UNetz associée, une impédance Z de secteur consistant en un premier élément Li et un deuxième élément R, d'impédance dont la première tension Uu et la deuxième tension Up, d'impédance associées sont parallèles à cela. De plus, le circuit 3 de courant comprend une charge LLR supposée qui se compose d'une impédance L et d'une résistance R. La première tension UL et la deuxième tension UR de charge associées y correspondent.

La charge LLR est reliée par l'intermédiaire d'une ligne 5 électrique à une source d'énergie, par exemple un générateur G électrique d'une centrale, ou un transformateur d'alimentation d'une fabrique. Le dispositif 1 de protection comprend un premier élément 4a et un deuxième élément 4b d'exploitation. Le premier élément 4a d'exploitation est en liaison active, en l'occurrence avec un commutateur 6 à semi-conducteur qui est monté dans la ligne 5 et qui sert de commutateur de sécurité. Le commutateur 6 à semi-conducteur a une tension Us de commutateur associée.

Le premier élément 4a d'exploitation est conçu en organe de

protection vis-à-vis des surintensités de courant et le deuxième élément 4b d'exploitation est réalisé en organe Z de protection à distance.

Lorsqu'une première condition de déclenchement est satisfaite, le premier élément 4a d'exploitation envoie au commutateur 6 à semiconducteur un signal 7a de déconnexion, ce qui fait qu'une opération de déconnexion est produite dans le commutateur 6 à semi-conducteur.

Lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite, le deuxième élément 4b d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion.

Les conditions de déclenchement peuvent comprendre, en l'occurrence, notamment pour l'organe Z de protection à distance, des algorithmes issus de la technique de protection à distance. Tant l'installation 1 de protection que le dispositif 2 de protection sont conçus pour un fonctionnement sur le secteur dans le domaine des basses tensions, des moyennes tensions et des hautes tensions.

On entend présentement par condition de déclenchement au moins un critère qui est rapporté à la ligne 5 et dont dépendent les éléments 4a et 4b d'exploitation. Lorsque ces critères sont satisfaits ou aussi lorsqu'ils ne sont pas satisfaits, les éléments 4a et 4b d'exploitation réagissent en fonction de leurs caractéristiques d'exploitation. Le deuxième élément 4b d'exploitation assure en l'occurrence, par exemple au moyen d'un circuit de reconnaissance, la fonction de protection vis-à-vis d'une surintensité de courant qui se produit, notamment vis-à-vis d'un courant de court-circuit.

Le premier élément 4a et le deuxième élément 4b d'exploitation sont alimentés respectivement par un détecteur 22a et 22b pour un courant i et une tension u. Le courant i passe dans la ligne 5 par l'intermédiaire du commutateur 6 à semi-conducteur. La tension u est mesurée en aval du commutateur 6 à semi-conducteur et par l'intermédiaire du premier élément L et du deuxième élément R de charge.

Le commutateur 6 à semi-conducteur comprend au moins un composant à semi-conducteur. En général, il est réalisé en transistor, notamment en MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor-Field-Effect-Transistor) ou en IGBT (Insulated-Gate-Bipolar-Transistor) ou aussi en SCCT (Siliciumcarbid-Cascode-Transistor). De même, une réalisation en GTOT (Gate-Turn-Off-Transistor) ou aussi en IGCT (Integrated-Gate-Commutated- Transistor) est possible. Le montage qui y est utilisé dans le commutateur 6 à semi-conducteur peut être tant anti-parallèle que anti-sériel.

La Figure 2 est une vue détaillée du commutateur 6 à semiconducteur comportant une branche 8 de commutation qui est associée en parallèle au commutateur 6 à semi-conducteur et qui comprend un varistor 9.

Les composants à semi-conducteur formant le commutateur 6 à semiconducteur y sont montés de manière anti-sérielle. En variante du varistor 9, on peut utiliser aussi une diode Zehner ou un composant de même valeur du point de vue fonctionnel. Il est possible aussi d'utiliser un circuit Snubber (circuit de protection vis-à-vis des surtensions) comportant un élément RCD (Resistor-Coil-Delay-Element).

La Figure 3 représente le deuxième élément 4b d'exploitation comportant des modules fonctionnels qui y sont montés. Les modules fonctionnels sont, en détail, un premier élément 10 de détection et de maintien comprenant une première entrée 11 pour la tension u, un deuxième élément 12 de détection et de maintien comportant une deuxième entrée 13 pour le courant i, une unité 14 de calcul, une unité 15 de comparaison comportant une sortie 16 et une commande 17 de déroulement dans le temps. L'unité 15 de comparaison émet à sa sortie 16 un signal de commande. On a en l'occurrence un traitement numérique des signaux, des algorithmes étant mis en mémoire comme programme et une courbe caractéristique de déclenchement précise pouvant être réalisée de manière simple.

Les Figures 4a à 4e sont des diagrammes de déroulement du même genre du mode d'action de l'installation 1 de protection et du nouveau procédé 19 de protection. Il est représenté à la Figure 4a le courant i suivant la Figure 1 en fonction du temps t. Le courant i peut être corrélé à plusieurs instants de fonctionnement. En fonctionnement normal ou en fonctionnement de surcharge, il passe par conséquent un courant de fonctionnement ou un courant de surcharge. Le courant i va en fonctionnement normal entre les limites 0 et imax représentées. Le seuil du courant imax maximum est dépassé dans la mesure où le quart d'un courant de choc ou d'un courant de surcharge se produit.

Comme cela est représenté au diagramme suivant la Figure 4a, le courant i va comme courant de fonctionnement entre une première période t1 et une deuxième période t2 nettement au-dessous du seuil du courant imax maximum. En raison d'un parasitage, qui est déclenché par exemple par un pic 20 de courant, le courant i augmente de manière continue, le pic 20 de courant dépassant le seuil du courant imax maximum. Le pic 20 de courant ne

représente en l'occurrence pas de courant de surcharge.

La Figure 4b représente le diagramme de l'organe i de protection vis-à-vis des surintensités de courant dont le comportement est reproduit en fonction du temps t. L'organe i de protection vis-à-vis des surintensités de courant surveille que le tracé du courant respecte les limites 0 et imax suivant la Figure 4a, notamment lorsque se produit un courant de courtcircuit. L'organe i de protection vis-à-vis des surintensités de courant comporte deux états de commutation, à savoir une valeur 0 et une valeur 1.

Ces états de commutation symbolisent la satisfaction des conditions de déclenchement, la valeur 1 signifiant"satisfaite"et la valeur 0 signifiant"non satisfaite".

Si le courant i est entre les limites 0 et imax, l'état de commutation reste à la valeur 0. Dans la mesure où le cas du courant de surcharge se produit, le seuil du courant imax maximum est dépassé et l'organe i de protection vis-à-vis des surintensités de courant prend l'état de commutation de la valeur 1. Le changement de l'état de commutation de la valeur 0 à la valeur 1 est visible sur un premier changement 21 a de commutation. Comme à une troisième période t3, on est déjà repassé au-dessous du seuil du courant imax maximum, l'état de commutation de l'organe 1 de protection vis- à-vis des surintensités de courant passe de la valeur 1 à la valeur 0, ce qui est visible par le troisième changement 21c de commutation suivant la Figure 4b.

La Figure 4c représente le tracé de l'impédance Z du secteur associé aux figures précédentes en fonction du temps t. L'impédance Z du secteur représente la variation d'impédance présente dans l'alimentation en énergie. L'impédance Z du secteur peut être corrélée à plusieurs états de fonctionnement. Pendant le fonctionnement normal ou au cours du fonctionnement de surcharge, l'impédance Z de secteur se comporte suivant les conditions de bord-tracé du courant i et état de commutation de l'organe 1 de protection vis-à-vis des surintensités de courant.

L'impédance Z du secteur varie, en fonctionnement normal, audessus de la limite de l'impédance Zmin de secteur minimale. Dans la mesure où le cas du courant de surcharge se produit, on peut passer au-dessous de la limite par rapport à l'impédance Zmin minimum du secteur. Comme il s'agit dans le cas présent d'un courant de choc, la variation de l'impédance Z du secteur se modifie certes en direction de la limite par rapport à l'impédance Zmin minimum du secteur, mais on ne passe pas au-dessous de ladite limite.

Il est représenté à la Figure 4d le diagramme d'un organe Z < < de protection à distance dont il est reproduit le comportement en fonction du temps t. L'organe Z de protection à distance surveille que l'impédance Z du secteur respecte la limite d'une impédance Zmin du secteur minimum suivant la Figure 4c. L'organe Z de protection à distance se trouve en un état dit de disponibilité, ce qui fait que l'on a une surveillance permanente de l'impédance Z du secteur. En variante, l'organe Z de protection à distance peut, au deuxième instant t2, aussi être choqué par le premier changement 21 a de commutation de l'organe i de protection vis-à-vis des surintensités de courant. A titre d'exemple, il est indiqué, suivant la Figure 4d, une durée tver de vérification qui indique le laps de temps nécessaire jusqu'à la vérification du parasitage.

L'organe Z de protection à distance comporte deux états de commutation, à savoir une valeur 0 et une valeur 1. Si l'impédance Z du secteur varie au-dessus de la limite de l'impédance Zmin du secteur minimum,

l'état de commutation reste à la valeur 0. Dans la mesure où le cas d'un passage au-dessous de cette limite de l'impédance Zmin minimum du secteur se produit, l'organe Z de protection à distance prend l'état de commutation de la valeur 1.

Il est représenté à la Figure 4e le diagramme d'un signal S de commutation en fonction du temps t. Le signal S de commutation agit directement sur le commutateur 6 à semi-conducteur. Le signal S de commutation peut être commandé par l'organe t de protection vis-à-vis des surintensités de courant et/ou par l'organe Z de protection à distance. Le signal S de commutation peut prendre deux états de commutation, à savoir une valeur 0 et une valeur 1.

L'organe Z de protection à distance a une priorité de commande supérieure à celle de l'organe 1 de protection vis-à-vis des surintensités de courant, c'est-à-dire qu'un signal de commande de l'organe Z de protection à distance a un droit prioritaire par rapport à un signal de commande de l'organe I de protection vis-à-vis des surintensités de courant.

Pareillement, le signal de commande de l'organe Z de protection à distance peut remettre à l'état initial l'état de commutation de l'organe 1 de protection vis-à-vis des surintensités de courant. Le signal S de commutation est mis de la valeur 0 à la valeur 1 par l'intermédiaire d'un signal de commande de l'organe 1 de protection vis-à-vis des surintensités de courant en raison du

premier changement 21 a de commutation au deuxième instant t2. Cela est indiqué par un deuxième changement 21 b de commutation au deuxième instant t2, suivant la Figure 4e.

La durée tver de vérification indiquée à la Figure 4d pour une vérification du parasitage par l'organe Z de protection à distance ne donne en l'occurrence pas de confirmation du comportement de déclenchement de l'organe i de protection vis-à-vis des surintensités de courant. Le résultat de vérification se répercute de manière prioritaire sur le signal S de commutation de telle manière que celui-ci est mis au quatrième instant t4 de la valeur 1 à la valeur 0, ce qui fait que le signal 7a de déconnexion est interrompu. Cela est indiqué par un quatrième changement 21d de commutation.

La durée tver de vérification indiquée à la Figure 4d commence, pour un courant de surcharge qui est présent, au plus tard au début et finit au plus tard avant la fin de l'opération de déconnexion, notamment avant l'expiration d'une durée de commutation du commutateur 6 à semiconducteur. Il peut ainsi s'effectuer une interruption de l'opération de déconnexion du commutateur 6 à semi-conducteur encore à temps avant une interruption de l'alimentation en énergie.

La remise à l'état initial du signal S de commutation provoque un déclenchement du signal 7b de connexion pour le commutateur 6 à semiconducteur. Comme il ne se produit pas de parasitage supplémentaire, le courant i se normalise suivant la Figure 4a et l'impédance Z du secteur se stabilise aussi à nouveau à l'instant t3, suivant la Figure 4c, après une période transitoire. En variante, une commande indirecte du commutateur 6 à semiconducteur par l'intermédiaire de. l'organe 1 de protection vis-à-vis des surintensités de courant est aussi possible.

L'idée essentielle de la présente invention est que, dans le procédé 19 de protection suivant les Figures 4a à 4d pour une ligne 5 électrique, le premier élément 4a d'exploitation agit sur le commutateur 6 à semi-conducteur suivant la Figure 1 monté dans la ligne 5. Le premier élément 4a d'exploitation sert, en l'occurrence, d'organe 1 de protection vis- à-vis des surintensités de courant. Lorsqu'une première condition de déclenchement est satisfaite, un signal S de commutation sous la forme d'un signal 7a de déconnexion est envoyé au commutateur 6 à semi-conducteur, ce qui fait qu'il est produit une opération de déconnexion dans le commutateur 6 à semi-conducteur. Il est ainsi produit une fonction de protection qui

représente un équivalent à un commutateur à semi-conducteur résistant aux courts-circuits.

Un deuxième élément 4b d'exploitation, qui est réalisé ici en organe Z de protection à distance, interrompt l'opération de déconnexion lorsque sa condition de déclenchement n'est pas satisfaite. Pour interrompre l'opération de déconnexion, le signal S de commutation est effacé et/ou il est envoyé un signal 7b de connexion au commutateur 6 à semi-conducteur. La deuxième condition de déclenchement est interrogée en général après la première condition de déclenchement. Suivant les fins d'utilisation et ce qui est prescrit pour la protection, la deuxième condition de déclenchement est interrogée, le cas échéant, au moins en partie parallèlement à la première condition de déclenchement.

On peut en l'occurrence non seulement exclusivement effacer le signal 7a de déconnexion du premier élément 4a d'exploitation, mais aussi, à la suite de cela, initier le rebranchement du commutateur 6 à semiconducteur. On a ainsi une conservation d'une ligne apte au fonctionnement ou d'une alimentation en énergie prête à fonctionner. Cela est possible, par exemple, par un rebranchement du commutateur 6 à semi-conducteur, même si la durée de vérification a déjà dépassé la durée de l'opération de déconnexion et qu'une interruption de l'alimentation en énergie a eu lieu.

En principe, l'établissement dans le commutateur 6 à semiconducteur d'une contre-tension qui contrecarre une tension du secteur d'excitation est nécessaire à la déconnexion du courant i. Notamment dans le cas où l'organe Z de protection à distance est choqué par le premier changement 21 a de commutation de l'organe t de protection vis-à-vis des surintensités de courant, il s'effectue une génération du signal S de commutation sous la forme d'un signal 7a de déconnexion. Comme il est prévu, parallèlement au commutateur 6 à semi-conducteur, une branche 8 de commutation comportant un varistor qui est monté, le commutateur 6 à semiconducteur est encore, ou par exemple par ce que l'on appelle un clamping d'un composant équivalent, encore en partie conducteur, la contre-tension est ainsi établie.

Après que la contre-tension est devenue active, le courant i diminue linéairement. La phase de la diminution de courant est donc d'autant plus brève que la contre-tension est grande. Après que le courant i a pris la valeur 0, la tension Us de commutateur sur le commutateur 6 à semi-

conducteur suit la tension UNetz du secteur. Le courant i continue donc de passer encore pendant une certaine durée de quelques microsecondes jusqu'à une milliseconde au maximum après l'opération de déconnexion du commutateur 6 à semi-conducteur. L'utilisation des algorithmes mentionnés supra pendant cette durée est particulièrement simple.

L'algorithme est disponible pour résoudre une équation dont l'objectif est de déterminer le premier élément L et le deuxième élément R des charges d'une charge supposée. Des paires de valeurs utilisées des grandeurs du procédé dépend la tension u, et le courant i et di/dt représente une aide. On obtient une simulation plus précise du secteur en utilisant des modèles de secteurs d'ordre supérieur.

L'installation 1 de protection, le dispositif 2 de protection et le procédé 19 de protection peuvent être utilisés aussi dans un réseau multiphasé, notamment dans un réseau triphasé.

Liste des signes de référence 1 Installation de protection 2 Dispositif de protection 3 Circuit de courant 4a Premier élément d'exploitation 4b Deuxième élément d'exploitation 5 Ligne 6 Commutateur à semi-conducteur 7a Signal de déconnexion 7b Signal de connexion 8 Branche de commutation 9 Varistor 10 Premier élément de détection et de maintien 11 Première entrée 12 Deuxième élément de détection et de maintien 13 Deuxième entrée 14 Unité de calcul 15 Unité de comparaison 16 Sortie

17 Commande de déroulement dans le temps 18 Signal de commande 19 Procédé de protection 20 Pic de courant 21 a Premier changement de commutation 21 b Deuxième changement de commutation 21 c Troisième changement de commutation 21d Quatrième changement de commutation 22a, 22b Détecteur G Générateur Courant imax Courant maximum ! Organe de protection vis-à-vis des surintensités de courant LLR Charge L Impédance L, Premier élément d'impédance UL Première tension de charge ULI Première tension d'impédance R Résistance RI Deuxième élément d'impédance UR Deuxième tension de charge Up, Deuxième tension d'impédance S Signal de commutation t Temps ti Premier instant t2 Deuxième instant t3 Troisième instant t4 Quatrième instant tver Durée de vérification u Tension Us Tension du commutateur UNetz Tension du secteur Z Impédance du secteur Z Organe de protection à distance Zmin Impédance minimum du secteur

Claims

REVENDICATIONS

1. Dispositif (1) de protection pour une ligne (5) électrique comportant un premier et un deuxième élément (4a, 4b) d'exploitation, caractérisé en ce que - le premier élément (4a) d'exploitation est en liaison active avec un commutateur (6) à semi-conducteur monté dans la ligne (5) et envoie, lorsqu'une première condition de déclenchement est remplie, un signal (7a) de déconnexion au commutateur (6) à semi-conducteur, ce qui fait qu'une opération de déconnexion est produite dans le commutateur (6) à semiconducteur, et - en ce que le deuxième élément (4b) d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite.

2. Dispositif (2) de protection pour une ligne (5) électrique comportant un premier et un deuxième élément (4a, 4b) d'exploitation, ainsi qu'un commutateur (6) à semi-conducteur qui est monté dans la ligne (5) et qui est en liaison active avec le premier élément (4a) d'exploitation et qui envoie, lorsqu'une première condition de déclenchement est satisfaite, un signal (7a) de déconnexion au commutateur (6) à semi-conducteur, ce qui fait qu'une opération de déconnexion est produite dans le commutateur (6) à semi-conducteur, caractérisé en ce que - le deuxième élément (4b) d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite.

3. Dispositif (2) de protection suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les deux éléments (4a, 4b) d'exploitation et le commutateur (6) à semi-conducteur sont conçus pour un fonctionnement sur le secteur dans le domaine des basses tensions, des moyennes tensions et

des hautes tensions.

4. Dispositif (2) de protection suivant la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le deuxième élément (4b) d'exploitation comprend respectivement un élément (10,12) de détection et de maintien pour un courant (i) et une tension (u), une unité (14) de calcul, une unité (15) de comparaison et une commande (17) de déroulement dans le temps.

5. Dispositif (2) de protection suivant l'une des revendications 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que le commutateur (6) à semi-conducteur comporte un varistor (9) monté en parallèle.

6. Dispositif (2) de protection suivant l'une des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que le premier élément (4a) d'exploitation est réalisé en organe (t > > ) de protection vis-à-vis des surintensités de courant.

7. Dispositif (2) de protection suivant l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que le deuxième élément (4b) d'exploitation est réalisé en organe (Z ) de protection à distance.

8. Dispositif (2) de protection suivant l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que l'opération de déconnexion est donnée au plus tard pendant une opération de commutation du commutateur (6) à semiconducteur.

9. Procédé (19) de protection pour une ligne (5) électrique, caractérisé en ce que - un premier élément (4a) d'exploitation agit sur un commutateur (6) à semi-conducteur monté dans une ligne (5) et envoie, lorsqu'une première condition de déclenchement est satisfaite, un signal (7a) de déconnexion au commutateur (6) à semi-conducteur, ce qui fait qu'il est produit une opération de déconnexion dans le commutateur (6) à semiconducteur, et - en ce qu'un deuxième élément (4b) d'exploitation interrompt l'opération de déconnexion lorsqu'une deuxième condition de déclenchement n'est pas satisfaite.

10. Procédé (19) de protection suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la deuxième condition de déclenchement est interrogée après la première condition de déclenchement.

11. Procédé (19) de protection suivant la revendication 9, caractérisé en ce que la deuxième condition de déclenchement est interrogée au moins en partie parallèlement à la première condition de déclenchement.

12. Procédé (19) de protection suivant la revendication 9, caractérisé en ce que, pour interrompre l'opération de déconnexion, le signal (7a) de déconnexion est effacé et/ou un signal (7b) de connexion est envoyé au commutateur (6) à semi-conducteur.