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Figure F.5 – Courant secondaire en cas de décalage CC maximal

Figure F.5 – Courant secondaire en cas de décalage CC maximal

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Ts =



IEC 60255-121:2014 © IEC 2014



Lm

56,3

=

= 3,8 s

Rct + Rb 5 + 10



Si la charge est diminuée en dessous de la charge assignée, alors la constante de temps

secondaire augmentera et vice-versa. Par conséquent, il convient que l'augmentation de la

charge ne soit pas une méthode pour forcer le TC à entrer en saturation. Dans de tels cas, il

existe un risque que la performance transitoire du TC change et puisse influencer les essais.

Lorsque la taille du TC est changée, la courbe d'aimantation doit être mise à l'échelle en

conséquence. Par exemple, si la taille du TC est augmentée à un facteur K td égal à 2, il

convient de doubler les valeurs de tension et de courant de la courbe d'aimantation. De cette

faỗon, l'inductance magnộtisante demeurera la mờme, ce qui signifie que la constante de

temps secondaire aussi sera inchangée.



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Annexe G

(informative)

Guide informatif pour le dimensionnement des TC

pour la protection de distance



G.1



Généralités



La présente annexe décrit la procédure pratique pour dimensionner des TC pour la protection

de distance. Deux cas différents sont présentés ici. Le premier cas décrit une méthode pour

vérifier si un TC donné satisfait aux exigences d'une application spécifique. L'autre cas décrit

une méthode pour fournir au fabricant de TC les nécessaires données relatives aux TC pour

l'application. Un exemple sera présenté pour chaque cas.

Dans les deux cas, le relais de distance considéré est le même. Dans ces exemples, il est

supposé que le fabricant de relais a combiné les exigences pour différentes positions de

défaut et a spécifié les exigences relatives aux TC avec les Équations (G.1) et (G.2). Les CT

doivent avoir une f.é.m limite secondaire équivalente assignée E al qui est supérieure ou égale

à la f.é.m limite secondaire équivalente assignée requise E alreqC pour un défaut de proximité

et E alreqZone1 pour un défaut de zone 1, comme montré ci-dessous:

E al ≥ E alreqc =



(



I fc

⋅ K totC ⋅ I sr R ct + R w + Raddbu

I pr



)



I

Eal ≥ EalreqZone1 = fZone1 ⋅ K totZone1 ⋅ Isr (R ct +Rw + Raddbu )

Ipr



(G.1)



(G.2)





I fc



est le courant de défaut primaire maximal à travers le TC dans le cas des défauts

directs et inverses de proximité; tant les défauts triphasés que les défauts phaseterre doivent être pris en considération;



I fZone1



est le courant de défaut primaire maximal à travers le TC dans le cas d'un défaut

à la fin de la zone 1; tant les défauts triphasés que les défauts phase-terre

doivent être pris en considération;



I pr



est le courant primaire assigné du TC;



I sr



est le courant secondaire assigné du TC;



R ct



est la résistance d'enroulement secondaire du TC;



Rw



est la résistance du fil secondaire; pour les défauts phase-terre, la résistance de

boucle contenant les fils de phase et de neutre (double longueur) doit être utilisée

et pour les défauts triphasés, le fil de phase (longueur simple) peut être utilisé;



R addbu



est la charge supplémentaire totale issue du relais de distance et de tous les

autres relais connectés au même TC;



K totC



est le facteur de surdimensionnement total nécessaire pour les défauts directs et

inverses de proximité;

K totC



est 2 pour la constante de temps primaire T p ≤ 50 ms;



est 3 pour la constante de temps primaire T p > 50 ms;

est le facteur de surdimensionnement total nécessaire pour les défauts de zone 1;



K totC

K totZone1



K totZone1

K totZone1



est 4 pour la constante de temps primaire T p ≤ 30 ms;

est 7 pour la constante de temps primaire T p > 30 ms.



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Les valeurs des facteurs de surdimensionnement K totC et K totZone1 sont spécifiques à un

produit et fournies à titre d'exemple. Le fabricant de la protection de distance fournira ces

facteurs.

Nous supposons également que le fil secondaire et la charge supplémentaire sont les mêmes

pour les deux exemples. La résistance des fils secondaires peut être calculée avec

l'expression suivante:

Rw = ρ ⋅



I



A



Dans nos exemples, la longueur simple du fil secondaire est de 200 m et la section est de

2,5 mm 2 . La résistivité pour le cuivre à 75 °C est de 0,021 Ω mm 2 /m. Avec cette valeur, R w =

1,7 Ω. La charge supplémentaire totale dans notre exemple est 0,3 Ω.



G.2



Exemple 1



Vérifier que le TC satisfait aux exigences pour la protection de distance dans l'application

suivante montrée à la Figure G.1. La zone 1 est 80 % de la longueur de ligne.

Tension

du système

Nominalnominale

system voltage

110110

kV,kV,

50 50

HzHz



A IIff



ZA1s == 0,318

0,318 ++ j8,0

j8,0 Ω



ZA1s

TpA

80ms

ms

T

pA ==80

ZA1s

ZA0s == 0,5

0,5 ZA1s

ZA0s



Z

Z<



B



Longueur

de ligne

10 km

Line length

= 10=km

Z1ligne

=

0,35

+

j4,0



Z1line = 0,35 + j4,0 Ω

Z1

Z0line==44Z1

line

Z0ligne

ligne



ZB1s

ZB1s= =0,095

0,095+ +j3,0

j3,0ΩΩ

TpB

100ms

ms

TpB==100

ZB0s

ZB0s= =ZB1s

ZB1s

IEC



0196/14



Figure G.1 – Exemple 1 de relais de distance

Les TC existants ont les données suivantes: 1 000/1 A, TPX 30 VA, le facteur de courant de

court-circuit symétrique assigné K ssc = 10, le facteur de dimensionnement transitoire assigné

K td = 2, la résistance d'enroulement secondaire R ct = 15 Ω et la charge assignée R b = 30 Ω.

(Ce TC est approximativement le même qu'un 5P20, 30 VA et R ct = 15 Ω.)

À partir des données, la valeur E al peut être calculée:



E al = K ssc ⋅ K td ⋅ I sn ⋅ (RCT + Rb ) = 10 ⋅ 2 ⋅1 ⋅ (15 + 30 ) = 900 V

Nous devons conntre les courants circulant à travers le TC pour les défauts aux différentes

positions de défaut. Les calculs des courants de défaut donnent les résultats suivants

montrés dans le Tableau G.1. La tension nominale du système est de 110 kV. La source de

tension équivalente de 121 kV a été utilisée dans les calculs de courant de défaut.



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Tableau G.1 – Courants de défaut

Position de défaut



Courant de défaut à travers le TC [kA]

Défaut triphasé



Défaut phase-terre



Défaut direct de proximité, I fCfw



8,7



11,4



Défaut inverse de proximité, I fCrev



10,0



8,0



Défaut de zone 1, I fZone1



6,2



5,3



La constante de temps primaire est exigée afin de choisir le facteur de surdimensionnement

total devant être utilisé dans le calcul de la f.é.m limite secondaire équivalente assignée.

Nous pouvons voir que le défaut phase-terre direct de proximité sera le cas de

dimensionnement pour les défauts de proximité. La constante de temps primaire pour un

défaut direct de proximité est de 80 ms et nous devons utiliser le facteur de

surdimensionnement total K totC = 3 dans l'Équation (G.1).

Pour le défaut de zone 1, nous avons besoin de calculer la constante de temps primaire tant

pour le défaut triphasé que pour le défaut phase-terre afin de pouvoir savoir quel facteur de

surdimensionnement K totZone1 utiliser. L'impédance directe est:



Z1Zone1 = ZA1s + 0,8 ⋅ Z1line = 0,318 + j8,0 + 0,8 ⋅ (0,35 + j4,0 ) = 0,598 + j11,2

La constante de temps primaire pour un défaut triphasé est:

TpZone1pp =



L1

X1

11,2

=

=

= 0,060 s

R1 ω ⋅ R1 100 ⋅ π ⋅ 0,598



Pour le défaut phase-terre, nous devons considérer la constante de temps primaire pour:

Zpe = 2 ⋅ Z1zone1 + Z0 zone1 = 2(ZA1s + 0,8 ⋅ Z1line ) + (ZA0s + 0,8 ⋅ Z0line ) =



2(0,598 + j11,2 ) + 0,5(0,318 + j8,0 ) + 0,8 ⋅ 4 ⋅ (0,35 + j4,0 ) = 2,475 + j39,2



La constante de temps primaire pour un défaut phase-terre est:

TpZone1pe =



Xpe

39,2

Lpe

=

=

= 0,050 s

ω ⋅ Rpe 100 ⋅ π ⋅ 2,475

Rpe



Les deux constantes de temps primaires sont >30 ms. Par conséquent, nous devons utiliser le

facteur de surdimensionnement total K totZone1 = 7 dans l'Équation G.2.

Nous pouvons maintenant calculer la f.é.m limite secondaire équivalente assignée requise

selon les Équations (G.1) et (G.2). Dans ce cas, nous avons seulement besoin de considérer

le défaut phase-terre direct pour les défauts de proximité. R w dans ce cas est la résistance de

boucle avec double longueur du fil secondaire.

EalreqC =



I fCfw

11400

⋅ K totC ⋅ Isr (Rct + R w + Raddbu ) =

⋅ 3 ⋅ 1 ⋅ (15 + 2 ⋅ 1,7 + 0,3) = 640 V

Ipr

1000



Pour le cas de la zone 1, nous avons besoin de vérifier tant le défaut triphasé que le défaut

phase-terre. Le courant de défaut est plus élevé pour le défaut triphasé, mais la charge est

plus faible, car nous avons seulement besoin de considérer la longueur simple du fil

secondaire.



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