Protection des lignes ou alimentations
Comme la longueur de la ligne de transmission d'électricité est généralement assez longue et elle traverse l'atmosphère ouverte, la probabilité qu'une panne se produise sur la ligne de transmission d'électricité est beaucoup plus élevée que celle des transformateurs d'électricité et des alternateurs. C'est pourquoi une ligne de transmission nécessite beaucoup plus de schémas de protection qu'un transformateur et un alternateur.
La protection de la ligne doit avoir certaines caractéristiques spéciales, telles que-
En cas de panne, seul le disjoncteur le plus proche du point de la panne doit être déclenché.
Si le disjoncteur le plus proche du point de panne ne parvient pas à se déclencher, le disjoncteur suivant ce disjoncteur se déclenchera en tant que secours.
Le temps d'opération du relais associé à la protection de la ligne doit être aussi court que possible afin d'éviter le déclenchement inutile des disjoncteurs associés aux autres parties saines du système électrique.
Ces exigences mentionnées ci-dessus rendent la protection de la ligne de transmission très différente de la protection des transformateurs et d'autres équipements des systèmes électriques. Les trois principales méthodes de protection des lignes de transmission sont –
Protection par surintensité avec temporisation graduelle.
Protection différentielle.
Protection par distance.
Protection par surintensité avec temporisation graduelle
Cela peut également être appelé simplement la protection par surintensité de la ligne de transmission d'électricité. Discutons maintenant des différents schémas de protection par surintensité avec temporisation graduelle.
Protection des alimentations radiales
Dans les alimentations radiales, le courant circule dans une seule direction, c'est-à-dire de la source vers la charge. Ces types d'alimentations peuvent être facilement protégés en utilisant soit des relais à temporisation définie, soit des relais à temporisation inverse.
Protection de la ligne par relais à temporisation définie
Ce schéma de protection est très simple. Ici, la ligne est divisée en différentes sections et chaque section est équipée d'un relais à temporisation définie. Le relais le plus proche de l'extrémité de la ligne a le réglage de temporisation minimal, tandis que les réglages de temporisation des autres relais augmentent successivement vers la source.
Par exemple, supposons qu'il y ait une source au point A, dans la figure ci-dessous
Au point D, le disjoncteur CB-3 est installé avec une temporisation de relais définie de 0,5 seconde. Successivement, au point C, un autre disjoncteur CB-2 est installé avec une temporisation de relais définie de 1 seconde. Le prochain disjoncteur CB-1 est installé au point B, qui est le plus proche du point A. Au point B, le relais est réglé pour une temporisation de 1,5 seconde.
Maintenant, supposons qu'une panne se produit au point F. En raison de cette panne, le courant de panne circule à travers tous les transformateurs de courant ou TC connectés dans la ligne. Mais comme la temporisation du relais au point D est minimale, le CB-3 associé à ce relais sera le premier à se déclencher pour isoler la zone défectueuse du reste de la ligne. En cas de non-déclenchement du CB-3 pour une raison quelconque, le relais suivant avec une temporisation plus longue se déclenchera pour initier le déclenchement du disjoncteur associé. Dans ce cas, le CB-2 se déclenchera. Si le CB-2 ne se déclenche pas non plus, alors le prochain disjoncteur, c'est-à-dire le CB-1, se déclenchera pour isoler la majeure partie de la ligne.
Avantages de la protection de ligne à temporisation définie
L'avantage principal de ce schéma est sa simplicité. Le deuxième avantage majeur est que, en cas de panne, seul le disjoncteur le plus proche de la source à partir du point de panne fonctionnera pour isoler la position spécifique de la ligne.
Inconvénient de la protection de ligne à temporisation définie
Si le nombre de sections dans la ligne est assez grand, le réglage de temporisation du relais le plus proche de la source serait très long. Ainsi, en cas de panne près de la source, il faudrait beaucoup de temps pour l'isoler. Cela peut causer des effets destructifs graves sur le système.
Protection de ligne par relais inverse
L'inconvénient que nous avons discuté dans la protection par surintensité avec temporisation définie de la ligne de transmission, peut être facilement surmonté en utilisant des relais inverses. Dans le relais inverse, le temps d'opération est inversement proportionnel au courant de panne.
Dans la figure ci-dessus, le réglage de temporisation global du relais au point D est minimal et ce réglage de temporisation augmente successivement pour les relais associés aux points vers le point A.
En cas de panne au point F, le CB-3 au point D se déclenchera évidemment. En cas d'échec de l'ouverture du CB-3, le CB-2 sera opéré car le réglage de temporisation global est plus élevé dans ce relais au point C.
Bien que le réglage de temporisation du relais le plus proche de la source soit maximal, il se déclenchera encore en période plus courte si une panne majeure se produit près de la source, car le temps d'opération du relais est inversement proportionnel au courant de panne.
Protection par surintensité des alimentations parallèles
Pour maintenir la stabilité du système, il est nécessaire d'alimenter une charge depuis une source par deux ou plusieurs alimentations en parallèle. Si une panne se produit sur l'une des alimentations, seule l'alimentation défectueuse doit être isolée du système afin de maintenir la continuité de l'alimentation de la source vers la charge. Cette exigence rend la protection des alimentations parallèles un peu plus complexe que la simple protection par surintensité non directionnelle de la ligne, comme dans le cas des alimentations radiales. La protection des alimentations parallèles nécessite l'utilisation de relais directionnels et la graduation du réglage de temporisation du relais pour un déclenchement sélectif.
Il y a deux alimentations connectées en parallèle de la source à la charge. Les deux alimentations ont un relais de surintensité non directionnel à l'extrémité de la source. Ces relais doivent être des relais à temporisation inverse. De plus, les deux alimentations ont un relais directionnel ou un relais de puissance inverse à leur extrémité de charge. Les relais de puissance inverse utilisés ici doivent être de type instantané. Cela signifie que ces relais doivent fonctionner dès que le flux de puissance dans l'alimentation est inversé. La direction normale de la puissance est de la source vers la charge.
Maintenant, supposons qu'une panne se produit au point F, disons que le courant de panne est If. Cette panne aura deux chemins parallèles à partir de la source, l'un uniquement via le disjoncteur A et l'autre via CB-B, l'alimentation-2, CB-Q, le bus de charge et CB-P. Cela est clairement montré dans la figure ci-dessous, où IA et IB sont les courants de panne partagés par l'alimentation-1 et l'alimentation-2 respectivement.
Selon la loi des nœuds de Kirchhoff, IA + IB = If.
Maintenant, IA circule à travers CB-A, IB circule à travers CB-P. Comme la direction du flux de CB-P est inversée, il se déclenchera instantanément. Mais CB-Q ne se déclenchera pas car le flux de courant (puissance) dans ce disjoncteur n'est pas inversé. Dès que CB-P est déclenché, le courant de panne IB cesse de circuler à travers l'alimentation et il n'y a donc pas de question de fonctionnement supplémentaire du relais de surintensité à temporisation inverse. IA continue toujours de circuler même si CB-P est déclenché. Ensuite, en raison de la surintensité IA, CB-A se déclenchera. Ainsi, l'alimentation défectueuse est isolée du système.
Protection différentielle par câble pilote
Il s'agit simplement d'un schéma de protection différentielle appliqué aux alimentations. Plusieurs schémas différentiels sont appliqués pour la protection de la ligne, mais les systèmes Mess Price Voltage balance et Translay Scheme sont les plus largement utilisés.
Système de balance Merz-Price
Le principe de fonctionnement du système de balance Merz-Price est assez simple. Dans ce schéma de protection de ligne, un CT identique est connecté à chacune des deux extrémités de la ligne. La polarité des CT est la même. Le secondaire de ces transformateurs de courant et la bobine de fonctionnement de deux relais instantanés forment une boucle fermée comme indiqué dans la figure ci-dessous. Dans la boucle, un câble pilote est utilisé pour connecter les deux secondaires des CT et les deux bobines de relais comme indiqué.
Maintenant, d'après la figure, il est clair que lorsque le système est en condition normale, il n'y aurait aucun courant circulant dans la boucle, car le courant secondaire d'un CT annulera le courant secondaire de l'autre CT.
Maintenant, si une panne se produit dans la portion de la ligne entre ces deux CT, le courant secondaire d'un CT ne sera plus égal et opposé au courant secondaire de l'autre CT. Il
