WO2009147078A1 - Procédé et système de protection différentielle d'une liaison électrique dans un réseau moyenne, haute ou très haute tension - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method and a system for the differential protection of a single - phase, two - phase or three - phase electrical connection, for example an overhead line, a cable or an aerosurface link, in a medium voltage, high voltage or very high voltage network.
- a three-phase network of phases A, B and C is considered.
- the collection of the electrical data at both ends of the line segment must be synchronized in order to be able to detect any malfunction, for example a short-circuit current.
- the devices, or relay, differential protection located at these two ends A and B, dialogue with each other by exchanging information mutually.
- Each of these devices uses a calculation program to compare, at a given moment, the locally measured data with the data transmitted by the other remotely located device. They thus make a comparison between the data taken at one end A with the data taken at the other end B. They must take into account the propagation time of these data on the link 7 which results in a time shift of the current sinusoids. .
- a first method of the known art of correcting the synchronism defect due to this time shift consists, as illustrated in FIG.
- FIGS. 2, 3A and 3B in the event of equality of these propagation times, the resetting of the sinusoid of the currents received from the end B is then correct for the device situated at the end A.
- FIG. 2 illustrates a sinusoid measured at the end A (solid line) and a sinusoid received from the end B and corrected time tp (dotted). On the lower part of FIG. 2, a perfect phase opposition is obtained between these two sinusoids.
- FIGS. 3A and 3B illustrate the Fresnel diagrams of currents IA, IB, IC for the three phases A, B and C. Similarly, as illustrated in FIGS.
- FIGS. 4, 5A and 5B are compared respectively to FIGS. 2, 3A and 3B.
- FIG. 6 represents a logic diagram illustrating such an operation of the differential protections with this first method of measuring the round trip delay.
- step 13 obtaining the current Fresnel diagrams (step 13), calculating the differential current and the holding current for the three phases A, B and C (step 14), testing whether one of the differential currents is in the zone triggering (step 15), with loopback before step 11 in the event of a negative response, - triggering the differential protection (step 16).
- an error of registration of the sinusoid of the currents appears in one direction for the device situated at the end A.
- This error e is 2 ms, which corresponds to an angular offset. from -36 °.
- this error is reflected in the Fresnel diagram by an angular offset between the vector of the current measured locally and the current vector received from the other end and incorrectly recaled.
- This angular phase shift is a function of the difference between the round trip delay and the network frequency.
- a second correction method of the known art which uses a synchronization of the protection devices by a device. external equipment, for example a GPS clock.
- a document referenced [2] at the end of the description describes a protection relay system in a power supply system capable of sampling at the same time several relays which function independently of each other by using a signal coming from a GPS satellite, the sampling times being made identical without having to worry about transmission delay times.
- this second method has a major disadvantage: A loss of the transmission of information between the protection relays installed on the electrical network and the GPS system leads to a total loss of the protection function of this electrical network. In addition, this second method has disadvantages in terms of hardware cost, installation and is likely to reduce the availability and dependability of the protection.
- the invention relates to a method of protecting an electrical connection in a medium, high or very high voltage network, two differential protection devices being arranged at both ends of this link, characterized in that it comprises the following steps: Relay energization, round trip delay measurement,
- phase shift ⁇ 0 between the local current and the remote current for each phase to at least one determined value, and possible control of the phase of each current end at 180 ° with respect to each corresponding local current.
- the first test it is sought, in the case of a two-phase or three-phase network, whether a phase shift of current is found on each of the phases of the network, the compensation being applied only after a delay, which can be of the order of 100 msec.
- the invention also relates to a differential protection system for an electrical connection in a medium, high or very high voltage network, comprising two differential protection devices arranged at the two ends of this link, which comprises resynchronization means of these devices. shifting the data received from the end located at a distance of half of the forward / backward delay, characterized in that it comprises means for automatic compensation by controlling the angle of the current vectors.
- it comprises current phase shift calculation means on each of the network phases, means for taking into account a determined delay, for example of the order of 100 msec.
- it comprises means for detecting an insulation fault, locking means and means for generating an alarm.
- the method and the system of the invention have the following advantages in particular: they enable synchronization of the protective devices in the where the forward delay is not equal to the return delay without using an external synchronization system.
- Figure 1 illustrates a connection between a first differential protection device and a second differential protection device with a forward delay tAB and a return delay tBA.
- FIGS. 2, 3A and 3B illustrate a case where the resetting of the sinusoidal currents at the level of the first differential protection device, by applying a first method of the prior art, is correct.
- FIGS. 4, 5A and 5B illustrate a case where the resetting of the sinusoidal currents at the second differential protection device by applying the first method of the known art is correct.
- FIG. 6 represents a logic diagram illustrating the operation of a differential protection device of the known art.
- FIGS. 7, 8A and 8B illustrate a case where the resetting of the sinusoid of the currents at the first differential protection device, by applying the first method of the prior art, is erroneous.
- FIGS. 9, 10A and 10B illustrate a case where the resetting of the sine wave of the currents at the level of the second differential protection device, by applying the first method of the known art, is erroneous.
- Figures HA, HB and HC illustrate the operation of the method of the invention at the first differential protection device.
- Figures 12A, 12B and 12C illustrate the operation of the method of the invention at the second differential protection device.
- FIG. 13 represents a logic diagram illustrating the operation of the method of the invention.
- the method of the invention consists in synchronizing the sinusoids of the currents measured locally and the sinusoids of the currents received from the other end of a link by realizing a servocontrol of the current vectors.
- these sinusoids of currents measured locally, and these sinusoids of currents received from a remote measurement are obligatorily synchronized since they are almost identical in amplitude and in phase.
- the method of the invention thus comprises the following steps: in a first step, 50%, 50% coefficients are considered between the forward and back propagation delays: the resynchronization of the differential protection devices 8 and 9 is thus carried out according to the first method of the known art, by shifting the data received from the far end of half of the round trip delay;
- phase shift is corrected by realizing a servocontrol of the current vectors IA, IB, IC end at 180 ° relative to the current vectors IA , IB, local IC: one can have, for example, coefficients 40% for the go and 60% for the return. This synchronizes the sinusoids of local current and the sinusoids of distant current, since they are, in rated speed, strictly synchronized; the current at one end of the link being synchronous with the current at the other end, neglecting the effect of the capacitive current of the link.
- the method of the invention makes it possible to overcome the disadvantages of a GPS synchronization as used in the second known method of the art, by replacing this GPS synchronization by a synchronization of the current sinusoids without additional cost, available at each end. A and B of the link.
- a compensation is performed only if a phase shift of the current of the same value is found on all phases A, B and C of the network: a defect that evolves slowly is in the vast majority of cases a defect on a single phase. It is noted that a gap between forward and return time systematically introduces a phase shift on the three phases.
- the compensation is applied only after a determined delay, for example of the order of 100 msec: the compensation is not instantaneous to allow the detection of a defect introducing a phase shift on the three phases A, B and C without influencing the measurement performed.
- a conventional method for detecting such a fault may be for example to measure the zero sequence current or the reverse current.
- a time constant of the order of magnitude of 0.5 sec is deliberately introduced into the servo-control function, so as to avoid compensation in the event of a fault appearing on the link.
- Figures HA and HB illustrate a misalignment of current vectors of the Fresnel diagram due to a difference in propagation time at the end A (respectively at the end B) and Figure HC (respectively 12C) illustrates the realignment of the vectors obtained with the method of the invention.
- the protection system can be blocked (choice of the operator) and an alarm can be generated (choice of the operator) indicating to the operator an anomaly too important in terms of spread.
- FIG. 13 represents a logic diagram illustrating the operation of the method of the invention.
- the dashed portions correspond to the operation of the known-art differential protection device illustrated in FIG. 6.
- This figure shows the following steps: - switching on the relay (step 20), measurement of the propagation delay back (step 21),
- step 22 test to know if the following relations are verified (step 23):
- step 24 recalibration of the sinusoids of the current received from the other end on the basis of the ratio 0.5 go / 0.5 return (step 24), obtaining Fresnel diagrams of the current without servocontrolling the phases of the end (step 25), calculating the differential current and the retaining current of the phases A, B and C (step 26), testing whether one of the differential currents is in the trip zone (step 27), tripping of the differential protection in case of a positive response (step 28),
- step 29 test to know if the phase shift ⁇ 0 between local I and remote I for each of the phases is less than a value ⁇ 0al, or a value ⁇ 0bl, or between these two values (step 29), a) if ⁇ 0 ⁇ 0al
- control of the phase of currents IA, IB, and IC ends at 180 ° with respect to IA, IB,
- phase current (1 Local) is above the threshold, the control of the phases of the currents received from the other end does not take place. This criterion makes it possible to detect the presence of a three-phase isolation fault.
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Abstract
L' invention concerne un procédé et un système de protection différentielle d'une liaison électrique (7) dans un réseau moyenne, haute ou très haute tension. Ce procédé, dans lequel deux dispositifs de protection différentielle (8, 9) sont disposés aux deux extrémités (A, B) de cette liaison (7), comprend une étape pendant laquelle on effectue une comparaison entre le courant mesuré localement et le courant mesuré à distance après resynchronisation de ces dispositifs en décalant les données reçues de l'extrémité située à distance de la moitié du temps de propagation aller+retour, et une seconde étape pendant laquelle, si on constate un déphasage angulaire entre deux courants après resynchronisation, on réalise une compensation automatique par asservissement de l'angle des vecteurs courant.
Description
PROCEDE ET SYSTEME DE PROTECTION DIFFERENTIELLE D'UNE LIAISON ELECTRIQUE DANS UN RESEAU MOYENNE, HAUTE OU
TRES HAUTE TENSION
DESCRIPTION
DOMAINE TECHNIQUE
L' invention concerne un procédé et un système de protection différentielle d'une liaison électrique monophasée, biphasée ou triphasée, par exemple une ligne aérienne, un câble ou une liaison aérosouterraine, dans un réseau moyenne tension, haute tension ou très haute tension. Dans la suite de la description, pour des raisons de simplification de la description, on considère un réseau triphasé de phases A, B et C.
ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE Le document référencé [1] en fin de description décrit un réseau électrique comportant un système de protection différentielle avec des relais de protection situés aux deux extrémités d'un segment de ligne. Des données analogiques (sinusoides des courants entrant dans la liaison) mesurées aux deux extrémités de ce segment sont échantillonnées, codées numériquement, multiplexées et transmises à l'autre extrémité du segment où elles sont décodées et comparées avec les données obtenues localement. Les disjoncteurs en chaque extrémité de la liaison sont déclenchés par les dispositifs en extrémité A et B si
la différence entre les données locales et éloignées est supérieure à une valeur déterminée.
Le prélèvement des données électriques, aux deux extrémités du segment de ligne, doit être synchronisé afin de pouvoir détecter tout défaut de fonctionnement, par exemple un courant de court- circuit. Les dispositifs, ou relais, de protection différentielle situés en ces deux extrémités A et B, dialoguent entre eux en s' échangeant mutuellement des informations. Chacun de ces dispositifs utilise un programme de calcul pour comparer, à un instant donné, les données mesurées localement avec les données transmises par l'autre dispositif situé à distance. Ils effectuent ainsi une comparaison entre les données prélevées à une extrémité A avec les données prélevées à l'autre extrémité B. Ils doivent tenir compte du temps de propagation de ces données sur la liaison 7 qui se traduit par un décalage temporel des sinusoïdes de courant . Une première méthode de l'art connu de correction du défaut de synchronisme dû à ce décalage temporel consiste, comme illustré sur la figure 1, à mesurer le temps mis par une des données prélevées grâce à un dispositif 8 situé en l'extrémité A pour parvenir à un dispositif 9 situé l'autre extrémité B située à distance et en revenir, une mesure du temps de propagation tAB de l'extrémité A vers l'extrémité B et du temps de propagation tBA de l'extrémité B vers l'extrémité A n'étant pas possibles du fait du manque de synchronisation défini ci-dessus. On suppose, dans cette première méthode que le temps de propagation tAB
et le temps de propagation tBA sont égaux. On décale alors les données reçues de l'extrémité B située à distance de la moitié du temps de propagation aller+retour, soit : tp= (tAB+tBA) /2. Cette première méthode fonctionne bien lorsque le temps de propagation tAB est effectivement égal au temps de propagation tBA, par exemple tAB = tBA = 6 ms => tp = 6 ms .
Comme illustré sur les figures 2, 3A et 3B, en cas d'égalité de ces temps de propagation, le recalage de la sinusoïde des courants reçue de l'extrémité B est alors correct pour le dispositif situé en l'extrémité A. La figure 2 illustre une sinusoïde mesurée à l'extrémité A (trait plein) et une sinusoïde reçue de l'extrémité B et recalée du temps tp (pointillés) . On obtient sur la partie basse de la figure 2 une parfaite opposition de phase entre ces deux sinusoïdes. Les figures 3A et 3B illustrent les diagrammes de Fresnel des courants IA, IB, IC pour les trois phases A, B et C. De même, comme illustré sur les figures 4,
5A et 5B, le recalage des sinusoïdes de courant est correct pour le dispositif situé en l'extrémité B : les figures 4, 5A et 5B sont à comparer respectivement aux figures 2, 3A et 3B. La figure 6 représente un logigramme illustrant un tel fonctionnement des protections différentielles avec cette première méthode de mesure du temps de propagation aller et retour.
Sur cette figure sont ainsi représentées les étapes suivantes :
- mise sous tension du relais (étape 10),
mesure du temps de propagation aller- retour (étape 11),
- recalage des sinusoïdes du courant reçues de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller/0,5 retour (étape 12) ,
- obtention des diagrammes de Fresnel des courants (étape 13) , calcul du courant différentiel et du courant de retenue pour les trois phases A, B et C (étape 14) , test pour savoir si l'un des courants différentiels est dans la zone de déclenchement (étape 15), avec rebouclage avant l'étape 11 en cas de réponse négative, - déclenchement de la protection différentielle (étape 16) .
Cette première méthode ne fonctionne pas bien lorsque le temps de propagation aller est différent du temps de propagation retour, par exemple si tAB = 4 ms, tBA = 8 ms => tp = 6 ms .
Comme illustré sur les figures 7, 8A et 8B, une erreur de recalage e de la sinusoïde des courants apparaît dans un sens pour le dispositif situé en l'extrémité A. Cette erreur e est de 2 ms, ce qui correspond à un décalage angulaire de -36°.
De même, comme illustré sur les figures 9, 1OA et 1OB, une erreur de recalage de la sinusoïde des courants apparaît dans l'autre sens pour le dispositif 9 situé en l'extrémité B. Ainsi, en cas de différence entre les temps de propagation aller et retour, est introduite une
erreur, qui peut se traduire par un déclenchement intempestif du dispositif de protection pour un défaut extérieur à la liaison ou par un défaut d' alarme pour prévenir l'exploitant d'un problème de communication. Comme illustré sur les figures 8A, 8B et
1OA, 1OB, cette erreur se traduit dans le diagramme de Fresnel par un décalage angulaire entre le vecteur du courant mesuré localement et le vecteur du courant reçu de l'autre extrémité et recalé incorrectement. Ce déphasage angulaire est fonction de la différence entre les temps de propagation aller et retour et de la fréquence du réseau.
Pour permettre un fonctionnement correct des dispositifs de protection différentielle en cas d'inégalité entre le temps de propagation aller et le temps de propagation retour, il existe une seconde méthode de correction de l'art connu qui utilise une synchronisation des dispositifs de protection par un équipement externe, par exemple une horloge GPS. Ainsi, un document référencé [2] en fin de description décrit un système de relais de protection dans un système d'alimentation électrique capable d'échantillonner au même moment plusieurs relais qui fonctionnent indépendamment les uns des autres en utilisant un signal provenant d'un satellite GPS, les instants d'échantillonnage étant rendus identiques sans avoir à se soucier des temps de retard de transmission.
Mais cette seconde méthode présente un inconvénient majeur : Une perte de la transmission des informations entre les relais de protection installés sur le réseau électrique et le système GPS conduit à
une perte totale de la fonction protection de ce réseau électrique. De plus, cette seconde méthode présente des inconvénients en termes de coût de matériel, d' installation et est susceptible de réduire la disponibilité et la sûreté de fonctionnement de la protection .
L'invention a pour objet de remplacer la synchronisation approximative de la première méthode par une synchronisation par asservissement de l'angle des vecteurs de courant mesurés localement et des vecteurs de courant reçus de la mesure distante non pas sur la base de l'hypothèse d'une égalité entre le temps de propagation aller et le temps de propagation retour mais sur le fait que, en régime nominal, les sinusoïdes de courants mesurées localement et les sinusoïdes de courants reçues de la mesure distante sont obligatoirement synchronisées puisque ces sinusoïdes de courants sont quasiment identiques en amplitude et en phase, et d'effectuer une analyse plus précise pour discriminer les cas de défaut afin d'éviter tout déclenchement intempestif d'un dispositif ou relais de protection .
EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention concerne un procédé de protection d'une liaison électrique dans un réseau moyenne, haute ou très haute tension, deux dispositifs de protection différentielle étant disposés aux deux extrémités de cette liaison, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes :
mise sous tension du relais, mesure du temps de propagation aller-retour,
- recalage des sinusoïdes du courant reçu de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller/ 0,5 retour,
- premier test pour savoir si un délai déterminé s'est écoulé,
1) En cas de réponse négative de ce premier test recalage des sinusoïdes du courant reçu de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller/ 0,5 retour,
- obtention des diagrammes de Fresnel du courant sans asservissement des phases de l'extrémité,
- calcul du courant différentiel et du courant de retenue de chaque phase,
- second test pour savoir si l'un des courants différentiels est dans la zone de déclenchement,
- déclenchement de la protection différentielle en cas de réponse positive de ce second test. 2) en cas de réponse positive de ce premier test et en cas de réponse négative du second test
- test pour comparer le déphasage Δ0 entre le courant local et le courant distant pour chaque phase à au moins une valeur déterminée, et éventuel asservissement de la phase de chaque courant extrémité à 180° par rapport à chaque courant local correspondant .
Avantageusement, dans le premier test, on recherche, dans le cas d'un réseau biphasé ou triphasé, si un déphasage de courant est constaté sur chacune des phases du réseau, la compensation n'étant appliquée
qu'après un délai, qui peut être de l'ordre de 100 msec.
Avantageusement, dans le premier test, on recherche si un défaut d'isolement est détecté. On génère une alarme lorsque la compensation atteint un premier niveau déterminé. On génère une seconde alarme et l'on réalise un blocage de la protection lorsque la compensation atteint un second niveau déterminé considéré inacceptable. L'invention concerne également un système de protection différentielle d'une liaison électrique dans un réseau moyenne, haute ou très haute tension, comprenant deux dispositifs de protection différentielle disposés aux deux extrémités de cette liaison, qui comprend des moyens de resynchronisation de ces dispositifs en décalant les données reçues de l'extrémité située à distance de la moitié du temps de propagation aller+retour, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de compensation automatique par asservissement de l'angle des vecteurs de courant.
Avantageusement, il comprend des moyens de calcul de déphasage de courant sur chacune des phases du réseau, des moyens de prise en compte d'un délai déterminé, par exemple de l'ordre de 100 msec. Avantageusement, il comprend des moyens de détection d'un défaut d'isolement, des moyens de blocage et des moyens de génération d'une alarme.
Le procédé et le système de l'invention présentent notamment les avantages suivants : - Ils permettent de réaliser une synchronisation des dispositifs de protection dans le
cas où le temps de propagation aller n'est pas égal au temps de propagation retour sans utiliser de système externe de synchronisation.
- Une dégradation du temps de propagation, après une période où le temps de propagation aller identique au temps de propagation retour, se traduit par une compensation permettant de fonctionner de nouveau dans les conditions optimales.
- Ils sont applicables pour les protections différentielles monophasées (comparaison du courant homopolaire mesuré à chaque extrémité) , biphasées ou triphasées .
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS
La figure 1 illustre une liaison entre un premier dispositif de protection différentielle et un second dispositif de protection différentielle avec un temps de propagation aller tAB et un temps de propagation retour tBA.
Les figures 2, 3A et 3B illustrent un cas où le recalage de la sinusoïde des courants au niveau du premier dispositif de protection différentielle, en appliquant une première méthode de l'art connu, est correct .
Les figures 4, 5A et 5B illustrent un cas où le recalage de la sinusoïde des courants au niveau du second dispositif de protection différentielle en appliquant la première méthode de l'art connu est correct .
La figure 6 représente un logigramme illustrant le fonctionnement d'un dispositif de protection différentielle de l'art connu.
Les figures 7, 8A et 8B illustrent un cas où le recalage de la sinusoïde des courants au niveau du premier dispositif de protection différentielle, en appliquant la première méthode de l'art connu, est erroné.
Les figures 9, 1OA et 1OB illustrent un cas où le recalage de la sinusoïde des courants au niveau du second dispositif de protection différentielle, en appliquant la première méthode de l'art connu, est erroné.
Les figures HA, HB et HC illustrent le fonctionnement du procédé de l'invention au niveau du premier dispositif de protection différentielle.
Les figures 12A, 12B et 12C illustrent le fonctionnement du procédé de l'invention au niveau du second dispositif de protection différentielle.
La figure 13 représente un logigramme illustrant le fonctionnement du procédé de l'invention.
EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS
Le procédé de l'invention consiste à synchroniser les sinusoïdes des courants mesurés localement et les sinusoïdes des courants reçus de l'autre extrémité d'une liaison en réalisant un asservissement des vecteurs courant. En effet, ces sinusoïdes de courants mesurées localement, et ces sinusoïdes de courants reçues d'une mesure à distance sont obligatoirement synchronisées puisqu'elles sont quasiment identiques en amplitude et en phase. Le procédé de l'invention comprend ainsi les étapes suivantes :
- dans une première étape, on considère des coefficients 50%, 50% entre les temps de propagation aller et retour : on réalise donc la resynchronisation des dispositifs de protection différentielle 8 et 9 selon la première méthode de l'art connu, en décalant les données reçues de l'extrémité située à distance de la moitié du temps de propagation aller+retour ;
- puis, dans une seconde étape, si on constate un déphasage angulaire au niveau des courants de chaque phase après resynchronisation, on corrige ce déphasage en réalisant un asservissement des vecteurs courants IA, IB, IC extrémité à 180° par rapport aux vecteurs courants IA, IB, IC local : on peut avoir, par exemple, des coefficients 40% pour l'aller et 60% pour le retour. On synchronise ainsi les sinusoïdes de courant local et les sinusoïdes de courant distant, puisqu'elles sont, en régime nominal, strictement synchronisées ; le courant à une extrémité de la liaison étant synchrone avec le courant à l'autre extrémité, ceci en négligeant l'effet du courant capacitif de la liaison.
Le procédé de l'invention permet de pallier les inconvénients d'une synchronisation GPS telle qu'utilisée dans la seconde méthode de l'art connu, en remplaçant cette synchronisation GPS par une synchronisation des sinusoïdes de courant sans coût additionnel, disponible à chaque extrémité A et B de la liaison .
Il faut remarquer que cette synchronisation est possible par les courants, mais pas par les tensions du réseau, qui peuvent être déphasées de façon
plus significative que les courants entre les deux extrémités A et B d'une liaison.
Afin d'éviter d'appliquer une compensation alors que le déphasage entre le courant mesuré localement et le courant reçu de l'autre extrémité est dû à l'application d'un défaut d'isolement dans le tronçon protégé, on ne réalise cette compensation que si trois conditions sont remplies :
1. une compensation n'est effectuée que si un déphasage du courant d'une même valeur est constaté sur toutes les phases A, B et C du réseau : un défaut qui évolue lentement est dans la grande majorité des cas un défaut sur une seule phase. On note qu'un écart entre temps aller et retour introduit systématiquement un déphasage sur les trois phases.
2. la compensation n'est appliquée qu'après un délai déterminé, par exemple de l'ordre de 100 msec : la compensation n'est pas instantanée pour permettre la détection d'un défaut introduisant un déphasage sur les trois phases A, B et C sans influencer la mesure effectuée.
3. la compensation n'est pas effectuée si un défaut d' isolement est détecté : une méthode classique pour détecter un tel défaut peut consister par exemple à mesurer le courant homopolaire ou le courant inverse.
Ces trois conditions permettent d'éviter d'effectuer une compensation en cas de défaut résistif qui, en évoluant lentement, introduit un déphasage que le dispositif de protection pourrait compenser en
permanence au point de réduire la sensibilité de détection .
De plus une constante de temps de l'ordre de grandeur de 0,5 sec est volontairement introduite dans la fonction d'asservissement, ceci afin de ne pas réaliser de compensation en cas de défaut apparaissant sur la liaison.
Les figures HA et HB (respectivement 12A et 12B) illustrent une erreur d'alignement des vecteurs courant du diagramme de Fresnel due à une différence de temps de propagation au niveau de l'extrémité A (respectivement au niveau de l'extrémité B) et la figure HC (respectivement 12C) illustre le réalignement des vecteurs obtenus avec le procédé de 1' invention .
Lorsque la compensation angulaire nécessaire devient trop importante, le système de protection peut être bloqué (choix de l'opérateur) et une alarme peut être générée (choix de l'opérateur) indiquant à l'exploitant une anomalie trop importante au niveau des temps de propagation.
Le risque de réaliser une compensation angulaire lors de l'apparition d'un déphasage lié à l'apparition d'un défaut très résistant et évoluant, qui puisse nuire à la détection du défaut, est quasiment nul dans le domaine des réseaux haute tension et très haute tension puisque les défauts résistants n' introduisent pas de déphasage angulaire des courants et ne font donc pas intervenir la compensation (réseau à régime de neutre directement à la terre) . Par
ailleurs, ce risque est éliminé grâce aux trois précautions décrites ci-dessus.
La figure 13 représente un logigramme illustrant le fonctionnement du procédé de l'invention. Les parties en pointillés correspondent au fonctionnement du dispositif de protection différentielle de l'art connu illustré sur la figure 6. Sur cette figure sont représentées les étapes suivantes : - mise sous tension du relais (étape 20), mesure du temps de propagation aller- retour (étape 21),
- recalage des sinusoïdes du courant reçu de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller / 0,5 retour (étape 22), test pour savoir si les relations suivantes sont vérifiées (étape 23) :
Idiff phases A, B et C < Idiff 1 et courant phases A, B et C < II et courant homopolaire < INl et courant inverse < IiI et temporisation 100ms écoulée
1) en cas de réponse négative du test 23
- recalage des sinusoïdes du courant reçu de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller/0,5 retour (étape 24),
- obtention des diagrammes de Fresnel du courant sans asservissement des phases de l'extrémité (étape 25) , calcul du courant différentiel et du courant de retenue des phases A, B et C (étape 26) , test pour savoir si l'un des courants différentiels est dans la zone de déclenchement (étape 27) , déclenchement de la protection différentielle en cas de réponse positive (étape 28) ,
2) en cas de réponse positive du test 23 et en cas de réponse négative du test 27
- test pour savoir si le déphasage Δ0 entre I local et I distant pour chacune des phases est inférieur à une valeur Δ0al, ou à une valeur Δ0bl, ou compris entre ces deux valeurs (étape 29) , a) si Δ0 < Δ0al
- asservissement de la phase des courants IA, IB, et IC extrémités à 180° par rapport à IA, IB,
IC local (étape 30) suivi de l'étape 26 ci-dessus, b) si Δ0al < Δ0 < Δ0bl
- émission d'une alarme anomalie temps de propagation (étape 31) puis étape 30 d'asservissement ci-dessus, c) si Δ0bl < Δ0 émission d'une alarme anomalie grave temps de propagation, et déblocage du déclenchement de la protection différentielle (étape 32) suivie de l'étape 28 de déclenchement de la protection différentielle .
Les valeurs seuils utilisées sont les suivantes :
- Δ0al : un déphasage au-dessus de ce seuil génère une alarme indiquant un écart anormalement élevé entre temps de propagation aller et retour,
- Δ0bl : un déphasage au-dessus de ce seuil génère une alarme indiquant un écart inacceptable entre temps de propagation aller et retour, et entraine le blocage du déclenchement par élément différentiel. - Idiffl : si le courant différentiel (1
Local + 1 extrémité) /2 est au-dessus de ce seuil, l'asservissement des phases des courants reçus de l'autre extrémité n'a pas lieu.
- 11 : si le courant de phase (1 Local) est au-dessus du seuil, l'asservissement des phases des courants reçus de l'autre extrémité n'a pas lieu. Ce critère permet de détecter la présence d'un défaut d'isolement triphasé.
INl : si le courant résiduel (homopolaire) est au-dessus de ce seuil, l'asservissement des phases des courants reçus de l'autre extrémité n'a pas lieu. Ce critère permet de détecter la présence d'un défaut d'isolement phase- terre . - IiI : si le courant inverse est au-dessus de ce seuil, l'asservissement des phases des courants reçus de l'autre extrémité n'a pas lieu. Ce critère permet de détecter la présence d'un défaut d'isolement phase-phase . Les valeurs utilisées dans la description ci-dessus correspondent à des valeurs réellement
constatées sur des liaisons. Les temps de propagation sont des temps typiquement rencontrés sur des communications à travers un multiplexeur.
REFERENCES
;i] US 5 267 231
\2] EP 1 195 876
Claims
1. Procédé de protection d'une liaison électrique (7) dans un réseau moyenne, haute ou très haute tension, deux dispositifs de protection différentielle (8, 9) étant disposés aux deux extrémités (A, B) de cette liaison, caractérisé en ce qu' il comprend les étapes suivantes : mise sous tension du relais (étape 20), - mesure du temps de propagation aller-retour
(étape 21) ,
- recalage des sinusoïdes du courant reçu de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller/ 0,5 retour (étape 22) , - premier test (étape 23) pour savoir si un délai déterminé s'est écoulé,
1) En cas de réponse négative de ce premier test (étape 23) recalage des sinusoïdes du courant reçu de l'autre extrémité sur la base du ratio 0,5 aller/ 0,5 retour (étape 24),
- obtention des diagrammes de Fresnel du courant sans asservissement des phases de l'extrémité (étape 25) , - calcul du courant différentiel et du courant de retenue de chaque phase (étape 26),
- second test pour savoir si l'un des courants différentiels est dans la zone de déclenchement (étape 27), - déclenchement de la protection différentielle en cas de réponse positive (étape 28) de ce second test.
2) en cas de réponse positive de ce premier test (étape 23) et en cas de réponse négative du second test (étape 27)
- test pour comparer le déphasage Δ0 entre le courant local et le courant distant pour chaque phase à au moins une valeur déterminée, et éventuel asservissement de la phase de chaque courant extrémité à 180° par rapport à chaque courant local correspondant (étape 30) .
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, dans le premier test, on recherche, en cas d'un réseau diphasé ou triphasé, si un déphasage de courant est constaté sur chacune des phases du réseau.
3. Procédé selon la revendication 1, dans lequel ce délai déterminé est de l'ordre de 100 msec.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel dans le premier test, on recherche si un défaut d'isolement est détecté.
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on génère une alarme lorsque la compensation atteint un premier niveau déterminé.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel on génère une alarme et l'on bloque la protection lorsque la compensation atteint un second niveau déterminé.
7. Système de protection différentielle d'une liaison électrique (7) dans un réseau moyenne, haute ou très haute tension, comprenant deux dispositifs de protection différentielles (8, 9) disposés aux deux extrémités (A, B) de cette liaison, qui comprend des moyens de resynchronisation de ces dispositifs en décalant les données reçues de l'extrémité située à distance de la moitié du temps de propagation aller+retour, caractérisé en ce qu' il comprend des moyens de compensation automatique par asservissement de l'angle des vecteurs courant.
8. Système selon la revendication 7, comprenant des moyens de calcul du déphasage de courant sur chacune des phases du réseau.
9. Système selon la revendication 7, comprenant des moyens de prise en compte d'un délai déterminé .
10. Système selon la revendication 9, dans lequel ce délai déterminé est de l'ordre de 100 msec.
11. Système selon la revendication 7, comprenant des moyens de détection d'un défaut d'isolement, des moyens de blocage et des moyens de génération d'une alarme.
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