Brevet FR2418974A1 — publié le 19790928

La présente invention concerne un système de protection sélective pour réseau électrique comportant une série de disjoncteurs montés en cascade, chaque disjoncteur étant commandé par un relais de protection relié à un détecteur à seuil, lequel déli- vre au relais de protection un ordre de déclenchement lorsqu'un défaut suaient en aval du disjoncteur. Dans un système de protection sélective connu, la transmission de l'ordre de déclenchement par un relais de protection est inhibée pendant un temps déterminé par un ordre de blocage émis par le relais situé immédiatement en aval, appelé relais de protection aval, si le détecteur associé à ce dernier émet également un ordre de déclenchement en réponse au dit défaut. L'invention vise un système du type ci-dessus dans lequel le temps total d'élimination d'un défaut ne dépasse jamais deux dche- lons de sélectivité, quel que soit le nombre de disjoncteurs en cascade, même en cas d'anomalie de fonctionnement d'un disjoncteur0 A cet effet, selon l'invention, chaque relais de protection comprend, montés en parallèle entre le détecteur et le disjono- teur, usa premier élément de temporisation de durée !1 en série avec une.premibre logique, un second élément de temporisation de durée T2 > T1 en série avec une seconde logique, et des moyens de commande des dites logiques reliée au relais de protection aval, les dits moyens étant agencés pour ne rendre passante la première logique que lorsque le défaut se produit immédiatement en aval du disjoncteur considéré et pour ne rendre passante la seconde logique que lorsque le défaut se produit immédiatement en aval du disjoncteur aval ou plus en amont. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description suivante, faite en se référant au dessin annexé, sur lequel t - la figure t est un schéma simplifié d'un des éléments du système de protection sélective selon l'invention, et - la figure 2 est un schéma des moyens de commande associés aux éléments du système de protection selon l'invention. La figure 1 représente le disj oncteur de rang i Di de la série de disjoncteurs du réseau électrique. A ce disjoncteur est associé un capteur 1 du type transformateur de courant alimentant un détecteur à seuil 2 qui, lorsqu'un défaut se produit en aval dans le réseau, délivre un ordre de déclenchement0 L'ordre de déclenchement est appliqué à un relais de protection désigné dans son ensemble par la référence 3, dont l'unité de sortie est un étage de puissance 4 relié à la bobine 5 de l'unité de déclenche- ment à action instantanée du disjoncteur Di. lie relais de protection 9 comprend nn élément de temporisa- tion 10 réglé pour un retard Ti, monté en série avec une logique à relais 11 reliée à l'étage de puissance, et un second élément de temporisation 12 réglé pour un retard T2 supérieur 8 T1, monté en série avec une seconde logique à relais 13. liee informations nécessaires b la commande des logiques 11 et; 13 sont acheminées par une liaison pilote unique 15i qui relie le relais de protection 3 associé au disjoncteur Di au relais de protection associé au disjoncteur de rang i-1 situé immédiatement en aval (non représenté). De façon analogue, une liaison pilote unique 15i+1 part du relais de protection représenté et sert à la commande du disjoncteur de rang i+1 situé immédiatement en amont. Les notions amont/aval doivent être comprises ici comme indiquant l'éloignement par rapport à la source de puissance. En outre, un élément à retard 17 réglé pour un temps T4 est monté entre la logique k relais 13 et la liaison pilote 15i. Le relais de protection 3 est conçu pour fonctionner de la façon suivante. Lorsqu'un défaut se produit immédiament en aval du disjoncteur de rang i, tous les détecteurs 1 en amont du défaut sont excités nais, conformément au principe de sélectivité, seul le relais de protection associé a disjoncteur de rang i trasret l'ordre de déclenchement k la bobine du disjoncteur a bout du temps T1.Toutefois, si le défaut n'est pas éliminé au bout du temps 92, l'ordre de déclenchement est transmis par la logique 13 du relais de protection amont de rang i-I et par celle du relais de protection de rang i. la d'autres termes, chaque disjoncteur assure une protection directe pour les défauts survenant k son échelon, et une protection de secours pour les défauts survenant k l'échelon du disjoncteur immédiatement en aval. Le principe de la commande des logiques 11, 13 est le suivant. Le même signal est appliqué aux logiques 11 et 13, mais les relais de celles-ci ont des seuils différents, et l'intensité du signal varie suivant l'éloignement du défaut par rapport au dis- joncteur. Elle peut prendre trois valeurs différentes, 0, I1, I2 : l'intensité est Il lorsque le défaut est b l'échelon du disjoncteur considéré, I2 Le schéma de branchement de la figure 2 permet de comprendre comment cela est obtenu. Sur la figure 2 sont représentés les éléments de commande 20 des logiques Il et 13 pour trois relais de protection de rangs respectifs i-1, i, i+1. L'élément 201 du relais de protection de rang i est relié à l'élément 2oi-I du relais de protection aval par la liaison pilote 151 précitée, et à l'élément 201+1 du relais de protection amont par la liaison pilote 15i+1. L'élément 201 comprend un relais 211 monté entre la borne (+) et l'un des conducteurs de la liaison pilote 15i (l'autre conducteur étant relié à la borne (-)), un autre relais 225 et un contact de relais 231 montés en parallèle avec le relais 211. Le relais 211 déclenche pour le courant I2 tandis qu'il faut le courant lî 12 pour déclencher le relais 22i. Le contact 23i est normalement ouvert et sa bobine, non représentée, est montée en série avec le détecteur 2 de la figure 1 de façon à être excitée lorsqu'un défaut apparat en aval du disjoncteur. Le relais 211 commande un contact dont la fermeture rend pas- sante la logique 13, et le relais 22i commande un contact dont la fermeture rend passante la logique 11, les logiques Il et 13 auxquelles on se réfère étant bien entendu celles du relais de protection de rang io Dans la suite, on les affectera de l'indice du disjoncteur. Bn outre, entre les deux conducteurs de la liaison pilote 15i+1 sont montés un contaét de relais normalement fermé 241 commandé par la même bobine que le contact 23i d'une part, un contact normalement ouvert 25 commandé par le relais 221 en série avec un dispositif limiteur de courant tel qu'une diode Zoner 261, d'autre part. Pour l'explication du fonctionnement, supposons qu'un défaut se produise immédiatement en aval du disjoncteur de rang io Le contact 24i-1 reste fermé, car le défaut est en amont par rapport au disjoncteur de rang i-1. En revanche, les contacts 231 et 23i+1 se ferment, et les contacts 24i et 24i+1 s'ouvrent. La fermeture du contact 231 provoque le passage d'un courant I1 dans le relais 221, de sorte que la logique 11i devient passante et transmet l'ordre de déclenchement au bout du temps T1. De plus, l'exci- tation du relais 22i provoque la fermeture du contact 251. I1 faut également noter que le relais 211 déclenche lors du passage de I et la logique 131 devient passante au bout du temps T2. Bn ce qui concerne la liaison 15i+1, le contact 241 est ouvert et le contact 251 fermé. La diode Zoner 261 provoque une chute de tension qui se traduit par un courant d'intensité réduite 120 Si Il on examine alors le fonctionnement du relais de protection amont de rang i+1, on voit que, bien que le contact 23i+1 soit fermé, le relais 22i+1 ne déclenche pas car l'intensité est inauffisante. En revanche, le relais 21i+1 déclenche. Il en résulte que la logique 11i+1 restera bloquée au bout du temps Ti, mais que la logique 13i+1 deviendra passante au bout de T2, conformément au mécanisme décrit ci-dessus. Comme le relais 22i+1 ne déclenche pas, le contact 251+1 res- te ouvert, et on a vu que le contact 24i+1 était ouvert du fait que le défaut se situe en aval du disjoncteur de rang io Il en résulte qu'aucun courant ne passe dans la liaison pilote 15i+1 et que ni le relais 21, ni le relais 22 du relais de protection de rang 1+2 (non représentés) ne déclencheront. Par suite les logi ques Il et 13 de ce relais de protection resteront bloquées. Cela vaut aussi pour les relais de protection situés plus en amont. En revanche, le courant passe dans les liaisons pilotes 15i-1, 15i-2, etc., puisque les contacts 24i-1, 24i-2, etc. restent fermés, et par conséquent les relais 21 de rang i-1, i-2, etc., restent sollicités. Il en est de même pour toutes les liaisons pilotes en l'absence de défaut. Cela permet de détecter une rupture accidentelle d'une des liaisons pilotes puisque alors le courant tombe à Oo Le relais 21 situé immédiatement en amont do la rupture est alors désexcité, provoquant la fermeture d'un second contact normalement ouvert prévu dans la logique 13 et la mise en circuit de l'élément de temporisation 17 réglé pour un retard T4. Au bout du temps T4, une alarme se déclenche au niveau du disjoncteur concerné, et en cas de défaut, la logique 11 est rendue passante. s titre d'exemple, les temporisations peuvent être les suivantes: T1 = 100 ms ; T2 = 250 ms ; T4 = 500 ms. - REVENDICATIONS 1.- Système de protection sélective pour réseau électrique comportant une série de disjoncteurs montés en cascade, chaque disjoncteur étant commandé par un relais de protection relié à un détecteur è seuil, lequel délivre at relais de protection un ordre de déclenchement lorsqu'un défaut survient en aval du disjoncteur, système dans lequel la transmission de l'ordre de déclen chement par un relais de protection est inhibée pendant un temps déterminé par un ordre de blocage émis par le relais situé immé- diatement en aval, appelé relais de protection aval, si le ddtec- teur associé à ce dernier émet également un ordre de déclenchement en réponse au dit défaut, caractérisé par le fait que chaque relais de protection comprend, montés en parallèle entre le détecteur et le disjoncteur, un premier élément de temporisation de durée Et en série avec une première logique, un second élément de temporisa- tion de durée T2 > T1 en série avec une seconde logique, et des moyens de commande des dites logiques reliés au relais de proteotion aval, les dits moyens étant agencés pour ne rendre passante la première logique que lorsque le défaut se produit immédiatement en aval du disjoncteur considéré et pour ne rendre passante la seconde logique que lorsque le défaut se produit immédiatement en aval du disjoncteur aval ou plus en amont. 20- Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les moyens de commande comprennent une liaison pilote unique sur laquelle l'intensité peut prendre trois valeurs différentes* I1, I2 I1 qui commande la première logique, un second relais sensible à'I2 qui commande la seconde logique, et des moyens pour moduler la dite intensité sui- vant la position du défaut par rapport au disjoncteur considérés