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Timestamp: 2017-06-24 21:05:31+00:00
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SOMMAIRE ACCEDWEB Hydro-Québec - PDF
SOMMAIRE ACCEDWEB Hydro-Québec
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1 Titre SOMMAIRE Page 1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION... 2 PORTÉE... ENCADREMENT RETIRÉ... 4 DÉFINITIONS... 5 CONFIGURATION DU RÉSEAU DE DISTRIBUTION D HYDRO-QUÉBEC Renseignements généraux Réseau aérien MT d'hydro-québec Réseau souterrain MT d'hydro-québec Point de raccordement RACCORDEMENT AU RÉSEAU DE DISTRIBUTION D HYDRO-QUÉBEC Exigences générales relatives à la conception, à la réalisation et à l'exploitation des installations du producteur Informations à transmettre à Hydro-Québec Puissance limite sur une ligne de distribution Schémas types de raccordement EXIGENCES RELATIVES À LA TENSION Fluctuations de tension Distorsions harmoniques Injection de courant continu Régulation de tension et facteur de puissance... 9 ACCEDWEB2 ! corporative sectorielle page 2 de 8 Titre SOMMAIRE (suite) Page 8 EXIGENCES RELATIVES À L APPAREILLAGE DE LA CENTRALE Régime du neutre Point de sectionnement Caractéristiques électriques des appareils moyenne tension Choix du type d équipement de production Parafoudres Transformateurs de distribution et de puissance Disjoncteur principal Inductance ou résistance dans le neutre Condensateurs Services auxiliaires EXIGENCES RELATIVES À LA PROTECTION DES ÉQUIPEMENTS DE LA CENTRALE EXIGENCES RELATIVES À LA PROTECTION DU RÉSEAU D HYDRO-QUÉBEC Types de protections Modèles de relais Alimentation des relais Conditionnement de la fermeture du disjoncteur principal Transformateurs d instrumentation pour la protection Coordination et réglages des protections Étude de protection APPAREILLAGE DE CONTRÔLE Régulateurs de tension Régulateurs de vitesse (alternateurs synchrones) Synchronisation de la centrale avec le réseau d'hydro-québec PRODUCTION EN MODE ÎLOTÉ PRODUCTION AUTONOME (D'URGENCE) RESPONSABLE DE L'IMPLANTATION RESPONSABLES DE L'APPLICATION ANNEXES A - Informations techniques à transmettre à Hydro-Québec pour la réalisation de l'étude d'intégration B - Schémas types de raccordement et de protection des installations... 1 C - Contenu des études de protection des producteurs... 63 ! corporative sectorielle page de 8 1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION La présente norme définit les exigences et les spécifications techniques minimales de raccordement de la production décentralisée au réseau de distribution moyenne tension (MT) d'hydro-québec. Elle s'applique également lorsqu'une centrale existante fait l'objet d'une modification ou d'une réfection. Compte tenu de la diversité des moyens de production, des modes de raccordement et des contraintes de réseau qui peuvent se présenter, Hydro-Québec peut définir certaines exigences spécifiques au moment de l'étude de chaque cas. 2 PORTÉE La présente norme s'adresse au personnel du distributeur responsable de l'intégration de la production décentralisée au réseau de distribution. Elle s'adresse également aux producteurs d'électricité dont la centrale est raccordée au réseau de distribution MT d'hydro-québec. Ils ont l'obligation de s'y conformer. ENCADREMENT RETIRÉ La présente norme remplace la norme E Exigences spécifiques au raccordement des centrales éoliennes au réseau de distribution moyenne tension d'hydro-québec. 4 DÉFINITIONS Basse tension (BT) : Tension nominale entre phases n excédant pas 750 volts. Branchement d'hydro-québec : Circuit qui prolonge le réseau d'hydro-québec, de sa ligne de réseau jusqu'au point de raccordement. Branchement du producteur : Toute partie de l'installation électrique du producteur, à partir de son poste de départ jusqu'au point de raccordement inclusivement. Centrale : Installation servant à la production d'énergie électrique. Comprend les unités de production d'électricité, le poste de départ, ainsi que les équipements d'instrumentation et de protection. Défaut : Modification imprévue des caractéristiques mécaniques ou électriques provoquant un courtcircuit. Défaut de phase : Court-circuit où deux ou trois phases sont mises en contact. Défaut phase-terre : Court-circuit où une phase est mise en contact avec le conducteur neutre ou la terre.4 ! corporative sectorielle page 4 de 8 Défaut phase-terre résistif : Court-circuit où une phase est mise en contact avec le conducteur neutre ou la terre à travers une résistance. Défaut triphasé : Court-circuit où les trois phases sont mises en contact. Distributeur : Hydro-Québec Distribution. Enroulement primaire des transformateurs du producteur : Enroulement du transformateur se trouvant du côté du réseau d'hydro-québec. Enroulement secondaire des transformateurs du producteur : Enroulement du transformateur se trouvant du côté des équipements de production. Groupe : Ensemble d'appareils servant à la production ou à la conversion d'énergie électrique. Îlotage : Séparation d'un réseau électrique en sous-réseaux comprenant de la charge et de la production, survenant à la suite d'une perturbation ou d'une manœuvre. Ligne réservée : Ligne de distribution moyenne tension d'hydro-québec (incluant le départ de ligne au poste de distribution) servant à l'usage exclusif d'un producteur. Moyenne tension (MT) : Tension nominale entre phases de plus de 750 volts jusqu'à volts inclusivement. Point commun de raccordement (PCR) : Point situé sur le réseau de distribution, le plus proche électriquement du producteur, et auquel l'installation d'autres clients ou producteurs est, ou peut être, raccordée. Point de raccordement (du producteur) : Point où est reliée au réseau d'hydro-québec l'installation électrique du producteur. Poste de départ : Poste auquel sont raccordées les installations du producteur au réseau de distribution. Le poste de départ est constitué de la partie moyenne tension du poste et inclut les transformateurs-élévateurs, à partir de la borne basse tension du ou des transformateurs élévateurs. Lorsque plus d un niveau de transformation est requis au poste de départ, les transformateurs associés à ces niveaux sont également inclus. Producteur : Personne, société, corporation ou organisme, incluant Hydro-Québec, propriétaire ou locataire d'une centrale de production d'électricité. Un réseau voisin d'hydro-québec n'est pas considéré comme un producteur.5 ! corporative sectorielle page 5 de 8 Réseau électrique avec neutre effectivement mis à la terre : Réseau électrique dont le régime du neutre est effectivement mis à la terre et qui satisfait aux deux conditions suivantes : X 0 /X 1 et R 0 /X 1 < 1 où: X 0 : réactance de séquence homopolaire, X 1 : réactance de séquence positive, R 0 : résistance de séquence homopolaire. Sectionneur : Appareil qui relie ou sépare des conducteurs. 5 CONFIGURATION DU RÉSEAU DE DISTRIBUTION D HYDRO-QUÉBEC 5.1 Renseignements généraux Le réseau moyenne tension d'hydro-québec a un régime du neutre effectivement mis à la terre et il est constitué de lignes de distribution monophasées et triphasées. Le raccordement d'une centrale moyenne tension est triphasé. Il s'effectue généralement à la tension nominale de 25 kv (14,4/24,94 kv). Lorsque le raccordement s'effectue à une tension inférieure à 25 kv, les installations doivent être conçues de façon à être raccordées à la tension existante au moment du raccordement et à la tension de 25 kv, à moins qu'hydro-québec ait envoyé une exemption écrite au producteur. Lorsque la tension du réseau de distribution est supérieure à 25 kv, Hydro-Québec communique au producteur les exigences spécifiques à ce réseau. La tension est fournie selon les dispositions du règlement 64 sur les conditions de fourniture de l'électricité et conformément à la norme CAN-C25-8 préparée par l'association canadienne de normalisation et approuvée par le Conseil canadien des normes. Le tableau I présente les tensions nominales qui sont tirées du règlement 64. Tableau I Tensions nominales pour le réseau de distribution MT Tension nominale ligne-neutre (kv) Tension nominale ligne-ligne (kv) 2,4 4,16 7,2 12,47 7,6 1,2 8,0 1,8 14,4 24,94 20,0 4,5 44,06 ! corporative sectorielle page 6 de 8 En conditions normales d'exploitation, la tension planifiée du réseau de distribution d'hydro-québec est maintenue à l'intérieur des limites de 115 volts et 125 volts sur une base de 120 volts. Sur les réseaux moyenne tension, le taux de déséquilibre de tension de séquence inverse type (V2/V1), en régime normal, est de moins de 2 %. Il pourrait dépasser 2 % à certains endroits. 5.2 Réseau aérien MT d'hydro-québec Le réseau de distribution moyenne tension d'hydro-québec est principalement constitué de lignes aériennes. La partie triphasée de ces lignes est généralement composée de trois conducteurs de phase et d'un conducteur de neutre. 5. Réseau souterrain MT d'hydro-québec Le réseau de distribution moyenne tension d'hydro-québec est partiellement constitué de lignes souterraines. La partie triphasée de ces lignes est généralement composée de trois câbles monophasés torsadés à neutre concentrique. Lorsque le réseau de distribution moyenne tension d'hydro-québec est souterrain, le branchement du producteur doit également être composé d'une ligne souterraine. Il est recommandé au producteur d'installer une ligne ou un câble de relève. 5.4 Point de raccordement Le point de raccordement sert de point de démarcation pour définir la limite entre le réseau d'hydro- Québec et celui du producteur. Hydro-Québec y installe, à des fins de sécurité lors de la maintenance ou de l'isolement du réseau, un appareil de sectionnement condamnable qui permet d'accomplir une vérification visuelle ou positive de la séparation du point de coupure électrique (Hydro-Québec, méthode D.24-20). Cet appareil est manoeuvrable uniquement par les employés d'hydro-québec. La localisation du point de raccordement varie d'une configuration de réseau à une autre, mais le point de raccordement doit être situé à un endroit accessible en tout temps par les employés d'hydro-québec et ce, sans nécessiter l'intervention d'un tiers. L'interrupteur appartient à Hydro-Québec, qui en assure la maintenance et l'exploitation Point de raccordement au réseau aérien MT d Hydro-Québec Le point de raccordement est situé au point où les conducteurs du branchement du producteur sont rattachés aux isolateurs de fin de course de la structure supportant l'interrupteur installé par Hydro- Québec.7 ! corporative sectorielle page 7 de Point de raccordement au réseau souterrain MT d Hydro-Québec Le point de raccordement est situé aux boîtes d'extrémité des câbles du producteur dans la structure abritant l'interrupteur installé par Hydro-Québec. 6 RACCORDEMENT AU RÉSEAU DE DISTRIBUTION D HYDRO-QUÉBEC 6.1 Exigences générales relatives à la conception, à la réalisation et à l'exploitation des installations du producteur Les équipements et les installations du producteur doivent être conformes aux codes, normes et règles applicables au Québec ainsi qu'aux pratiques usuelles des services publics. Les installations de tout producteur doivent être conçues, réalisées et exploitées de manière à ne pas causer de déclenchement de la centrale à l'intérieur des limites de déclenchement prohibé et de manière à causer un déclenchement dans les zones de déclenchement obligatoire décrites au paragraphe Informations à transmettre à Hydro-Québec L'intégration d'une centrale au réseau de distribution peut nécessiter des modifications aux installations existantes d'hydro-québec. Le producteur doit transmettre à Hydro-Québec les informations spécifiées à l'annexe A de la présente norme, afin que cette dernière soit en mesure de réaliser l'étude préliminaire qui lui permettra d'identifier les modifications à apporter à ses installations et d'établir les conditions de raccordement de la centrale au réseau de distribution. Ces informations lui permettront d'effectuer le suivi des installations de production raccordées à son réseau. 6. Puissance limite sur une ligne de distribution La puissance maximale d'une centrale pouvant être intégrée à une ligne de distribution est limitée par les facteurs suivants : profil de tension sur la ligne suite à l intégration de la production ; capacité des éléments du réseau d Hydro-Québec ; stabilité des équipements de production du producteur lors de perturbations ou de variations de charge sur le réseau d Hydro-Québec ; fluctuations de tension lors du démarrage et de l arrêt de la centrale ; coordination de la protection et la qualité du service. Lors de l'étude préliminaire, le représentant planification distribution d'hydro-québec procède à l'analyse de la demande d'intégration du producteur et détermine si la centrale excède la puissance limite pouvant être raccordée au réseau de distribution concerné 1. 1 Pour les employés d'hydro-québec, la norme E.12-02, fournit plus de précisions sur ce point.8 ! corporative sectorielle page 8 de Schémas types de raccordement À titre informatif, des schémas unifilaires types de raccordement respectant les exigences de la présente norme sont fournis à l'annexe B. D'autres configurations de raccordement peuvent être acceptables à la condition qu elles respectent les exigences du présent document. 7 EXIGENCES RELATIVES À LA TENSION 7.1 Fluctuations de tension Le niveau de papillotement au point de raccordement, causé par les installations du producteur, doit respecter les limites définies à la norme de distribution C.22.2 Limites de papillotement applicables à l'abonné. Les fluctuations de tension devant être considérées lors du calcul du papillotement excluent les phénomènes transitoires d'une durée inférieure à 2 périodes de 60 Hz. Ces fluctuations peuvent être notamment causées par la manoeuvre de batteries de condensateurs et par le démarrage et l'arrêt de moteurs ou de génératrices. Les limites de papillotement de tension admissibles sont définies en fonction de la fréquence des fluctuations. Dans le cas où le producteur a plus d'un équipement pouvant provoquer des fluctuations de tension, leurs effets cumulatifs doivent être évalués selon la méthode définie dans le guide technique A.41.2 Notions et règles du phénomène de papillotement. Le producteur doit effectuer les calculs relatifs aux fluctuations de tension à l'aide des données du réseau d'hydro-québec au point commun de raccordement, lorsque ses installations comportent des équipements susceptibles de produire des fluctuations de tension. Pour ce faire, Hydro-Québec lui fournit le niveau minimal de court-circuit ainsi que l'emplacement du point commun de raccordement à utiliser pour effectuer les calculs. 7.2 Distorsions harmoniques Les distorsions de tension et de courant causées par les harmoniques doivent satisfaire aux exigences en vigueur pour les installations industrielles. Le producteur doit effectuer les calculs relatifs aux perturbations harmoniques à l'aide des données du réseau d'hydro-québec au point commun de raccordement, lorsque ses installations comportent des équipements susceptibles de produire des harmoniques. Les indications précises sur la méthode de calcul à utiliser sont définies dans le guide C Niveaux d'harmoniques imputables à un client. Lorsque l'une ou l'autre des limites de perturbation harmonique est dépassée, les installations du producteur doivent être modifiées ou munies de filtres pour limiter l'injection de courants harmoniques dans le réseau d'hydro-québec. Lorsque de tels filtres sont requis, le producteur doit réévaluer les indices précédents pour démontrer qu'il respecte ainsi les limites prescrites avec l'ajout de filtres. Hydro-Québec peut exiger que des mesures soient effectuées en réseau pour s'assurer que les installations du producteur respectent les limites prévues.9 ! corporative sectorielle page 9 de 8 7. Injection de courant continu Aucune centrale ne devra, sous aucune considération, produire un courant continu d'amplitude supérieure à 0,5 % de son courant nominal. Bien que cette exigence soit générale, elle s'applique plus particulièrement aux installations munies d'onduleurs. 7.4 Régulation de tension et facteur de puissance La centrale devra être conçue de façon à ce que, au point de raccordement, la tension soit toujours maintenue à l'intérieur des limites permises en conditions normales d exploitation, telles que présentées au paragraphe 5.1. Le producteur devra donc s'assurer que sa centrale est capable de générer sa pleine puissance active en tout temps sans que le niveau de tension, au point de raccordement, ne dépasse les limites permises en conditions normales d'exploitation. En général, les centrales doivent maintenir, au point de raccordement, un facteur de puissance unitaire Installations pouvant réguler la tension Cette catégorie d'équipement englobe les alternateurs synchrones, les onduleurs pouvant agir sur le facteur de puissance et les alternateurs asynchrones à alimentation double. Le facteur de puissance, au point de raccordement, doit être unitaire, tant et aussi longtemps que le niveau de tension, au point de raccordement, se situe à l'intérieur des limites permises (voir paragraphe 5.1). Dans certaines conditions, le maintien d'un facteur de puissance unitaire peut entraîner temporairement des surtensions sur le réseau de distribution. Durant ces situations, les équipements pouvant réguler la tension doivent absorber, de façon dynamique, la puissance réactive nécessaire pour maintenir la tension à l'intérieur des limites permises en conditions normales d'exploitation. Aussi, dans les cas où le maintien d'un facteur de puissance unitaire peut entraîner un fonctionnement inadéquat des appareils de régulation de tension sur le réseau, Hydro-Québec peut demander que les équipements de production produisent ou absorbent suffisamment de puissance réactive pour obtenir, au point de raccordement, le niveau de tension assurant le bon fonctionnement de son réseau. Les installations du producteur doivent être conçues pour fournir ou absorber, à la sortie de la centrale (côté réseau), la puissance réactive équivalente à un facteur de puissance nominal surexcité et sousexcité égal ou inférieur à 0,95. Cette puissance réactive doit être disponible dans toute la plage de production de puissance active. Si la puissance de la centrale est importante (plus de 5 MW), il pourrait être requis que les installations du producteur soient conçues pour fournir ou absorber, à la sortie de la centrale (côté réseau), la puissance réactive équivalente à un facteur de puissance nominal surexcité et sous-excité égal ou inférieur à 0,9.10 ! corporative sectorielle page 10 de Installations ne pouvant réguler la tension Cette catégorie d'équipement englobe les onduleurs ne pouvant agir sur le facteur de puissance et les alternateurs synchrones à aimant permanent. Lorsqu'il n'est pas possible de produire ou de consommer de la puissance réactive, le facteur de puissance, au point de raccordement de la centrale, doit faire en sorte que l installation respecte les limites de tension permises en conditions normales d'exploitation au point de raccordement, tout en étant le plus près possible de l'unité Installations avec alternateurs asynchrones La puissance réactive nécessaire au fonctionnement des alternateurs asynchrones provient des installations du producteur et du réseau d'hydro-québec (voir paragraphes 8.4 et 8.9). 8 EXIGENCES RELATIVES À L APPAREILLAGE DE LA CENTRALE 8.1 Régime du neutre Le mode de raccordement privilégié par Hydro-Québec est celui où les caractéristiques des appareils de la centrale font en sorte que le régime du neutre, au point de raccordement, est effectivement mis à la terre et ce, en conditions normales d'exploitation et en conditions de défauts. 8.2 Point de sectionnement Un appareil de sectionnement condamnable, appartenant au producteur, est nécessaire à l'intérieur des installations du producteur afin de permettre aux employés d'hydro-québec de réaliser l'entretien de l'appareil de sectionnement d'hydro-québec installé au point de raccordement. L'appareil de sectionnement du producteur doit permettre d'accomplir une vérification visuelle ou positive (Hydro- Québec, méthode D.24-20) de la séparation du point de coupure électrique. Un disjoncteur débrochable peut servir de point de sectionnement à la condition que les employés d'hydro-québec puissent condamner l'accès à la cellule renfermant le module disjoncteur. Dans tous les cas, un espace suffisant doit être prévu pour permettre l'installation des mises à la terre temporaires. 8. Caractéristiques électriques des appareils moyenne tension Le tableau II définit les caractéristiques électriques des appareils moyenne tension que doivent rencontrer les équipements du producteur.11 ! corporative sectorielle page 11 de 8 Tableau II Caractéristiques électriques des appareils moyenne tension CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES DES APPAREILS TENSIONS NOMINALES DU RÉSEAU 12,47 kv 1,2 kv 1,8 kv 24,94 kv 4,5 kv et 44 kv Tension efficace maximale d'exploitation 1,2 kv 1,97 kv 14,6 kv 26,4 kv (note ) Tension de tenue aux chocs de foudre par rapport à la terre et entre bornes (kv crête) Pouvoir minimal de coupure symétrique sur un courtcircuit triphasé (pour disjoncteur et coupe-circuit) Courant minimal de fermeture asymétrique sur un court-circuit triphasé momentané (ka crête) avec un facteur d'asymétrie de 2,7 Courant efficace de courte durée 20 cycles Tension de tenue à fréquence industrielle (1 minute) (phase-terre et entre bornes) 125 kv (note 1) 12 ka (note 1) 2,4 ka (note 1) 12 ka (note 1) 50 kv (note 1) 125 kv (note 1) 12 ka (note 1) 2,4 ka (note 1) 12 ka (note 1) 50 kv (note 1) 125 kv (note 1) 12 ka (note 1) 2,4 ka (note 1) 12 ka (note 1) 50 kv (note 1) 125 kv (note 2) (note ) 12 ka (note ) 2,4 ka (note ) 12 ka (note ) 50 kv (note ) Tension assignée des parafoudres (phase-terre) 10 kv 10 kv 10 kv 21 kv (note ) Tension de régime permanent des parafoudres (Uc ou MCOV) 8,4 kv 8,4 kv 8,4 kv 17 kv (note ) Notes : 1- Tout équipement utilisé initialement à une tension d'alimentation inférieure à 24,94 kv doit avoir les mêmes caractéristiques que les appareils utilisés à 24,94 kv. 2- Cette valeur s'applique également aux transformateurs à isolation solide et aux transformateurs isolés à l'huile. En ce qui a trait aux appareils de sectionnement à coupure dans l'air, une tension de tenue au choc de foudre de 16,5 kv (125 kv + 10 %) est exigée lorsque les contacts sont ouverts. - Caractéristiques disponibles sur demande. 8.4 Choix du type d équipement de production Le choix du type d'équipement de production est laissé à la discrétion du producteur, sauf dans les cas où la production de la centrale pourrait compromettre la régulation de tension du réseau d'hydro- Québec. Dans ces cas, Hydro-Québec peut exiger que les installations du producteur soient dotées d'alternateurs de type synchrone ou d'onduleurs en mesure de produire ou d'absorber suffisamment de puissance réactive pour assurer le bon fonctionnement du réseau d'hydro-québec (voir paragraphe 7.4).12 ! corporative sectorielle page 12 de Parafoudres Des parafoudres de classe distribution, service intense ("heavy duty"), sans éclateur, doivent être installés dans les installations du producteur et situés en amont de tout équipement de celui-ci. De plus, les varistances de ces parafoudres doivent être constituées d'oxyde métallique (MOV). Les parafoudres qui ne sont pas de type antidéflagrant doivent être situés à au moins 15 mètres de toute installation d'hydro-québec, à moins qu'ils soient munis d'une protection mécanique (enveloppe métallique ou autre dispositif). 8.6 Transformateurs de distribution et de puissance Caractéristiques Les caractéristiques des transformateurs doivent respecter les spécifications de l'une ou l'autre des normes CAN/CSAC2-M91, CAN/CSA-C88-M90 et CAN/CSA-C9-M1981, selon le type d'appareil. Hydro-Québec recommande que chaque transformateur soit muni de prises de tension afin qu'il satisfasse aux exigences relatives à la tension Types de raccordements Le type de raccordement des transformateurs de la centrale affecte le régime du neutre des équipements de la centrale. Pour que le régime du neutre des équipements de la centrale soit effectivement mis à la terre, l'enroulement primaire des transformateurs doit obligatoirement être mis à la terre de façon directe ou à travers une certaine impédance (voir paragraphe 8.8), tel que présenté à la figure 1. De plus, les critères suivants doivent être respectés : X 0 /X 1 et R 0 /X 1 < 1 où: X 0 : réactance de séquence homopolaire, X 1 : réactance de séquence positive, R 0 : résistance de séquence homopolaire.13 ! corporative sectorielle page 1 de 8 Réseau MT d'hydro-québec Réseau producteur Réseau MT d'hydro-québec Réseau producteur impédance de mise à la terre 8.6. Raccordement sans transformateur Figure 1 - Raccordement de transformateur pour un régime du neutre effectivement mis à la terre L'utilisation d'un transformateur entre le réseau d'hydro-québec et les équipements de production du producteur est facultatif si la tension nominale des équipements de production permet un raccordement direct et que le régime du neutre, au point de raccordement, est conforme au régime convenu avec Hydro-Québec (voir sous-paragraphe 8.6.2). Cependant, le producteur doit tenir compte qu'une installation sans transformateur de couplage pourrait subir les inconvénients suivants : les équipements de production ne bénéficieraient pas de la protection du transformateur lors de surtensions dues à la foudre ; le courant pourrait être excessif dans le cas d un défaut dans le bobinage de l alternateur (soudage des plaques et destruction de l alternateur) ; il n y aurait pas de filtre de la e harmonique (en supposant un raccordement en triangle du côté secondaire) ; l installation ne pourra bénéficier de l avantage des prises de tension pour satisfaire aux exigences de régulation de tension définies au paragraphe Disjoncteur principal 2 Les installations du producteur doivent être munies de disjoncteurs afin de prévenir des dommages à leurs installations ou à celles d Hydro-Québec. Le disjoncteur principal sert à isoler simultanément tous les équipements du producteur de ceux du réseau de distribution et doit être situé en amont (côté réseau) de tout équipement de production du producteur. Le déclenchement du disjoncteur principal sera initié par les différents relais ou fonctions de protection. Son pouvoir de coupure doit être suffisant pour interrompre les défauts de toute nature qui surviennent dans les installations du producteur ou sur le réseau d Hydro-Québec. Lors de l'utilisation de plusieurs groupes raccordés par 2 Pour les centrales de faible puissance, il pourrait être acceptable que le disjoncteur principal soit remplacé par un jeu de fusibles. Dans ce cas, l'installation d'un disjoncteur principal du côté secondaire du transformateur ainsi qu'un relais d'intensité à équilibre des phases (fonction 46) sera nécessaire. La protection fusible devra être coordonnée avec la protection d'hydro-québec et acceptée par Hydro-Québec.14 ! corporative sectorielle page 14 de 8 des transformateurs indépendants, Hydro-Québec pourrait accepter que les installations du producteur soient munies de plus d'un disjoncteur principal. Le tableau II présente les caractéristiques que doivent respecter les disjoncteurs raccordés au réseau moyenne tension d'hydro-québec. 8.8 Inductance ou résistance dans le neutre L'utilisation d'une inductance ou d'une résistance dans le neutre du transformateur principal ou dans chaque neutre des alternateurs de la centrale peut s'avérer nécessaire pour diminuer la contribution de la centrale aux défauts phase-terre du réseau d'hydro-québec et respecter les règles de protection énumérées au sous-paragraphe La valeur de l'impédance dépend des caractéristiques du réseau d'hydro-québec et des installations du producteur. Elle doit être établie par le producteur et acceptée par Hydro-Québec. Sa valeur doit faire en sorte que le régime du neutre au point de raccordement demeure effectivement mis à la terre. 8.9 Condensateurs Afin d'améliorer le faible facteur de puissance des alternateurs asynchrones, des batteries de condensateurs doivent être installées dans l'installation du producteur. Cependant, Hydro-Québec pourrait limiter la quantité de compensation réactive afin d'éviter les phénomènes suivants : montée rapide de la tension (possibilité de 2 p.u. en 1 seconde) pouvant entraîner de la ferrorésonance et de l autoexcitation à la suite d un îlotage sur une partie du réseau d Hydro-Québec ; surtensions sur le réseau d Hydro-Québec en régime permanent lors de conditions de faibles charges. La quantité de compensation maximale est établie par Hydro-Québec en fonction des caractéristiques des alternateurs de la centrale et de celles du réseau de distribution. Tout déficit de puissance réactive par rapport à un facteur de puissance unitaire doit être comblé par l'installation d'autres dispositifs de compensation réactive à des endroits plus propices sur le réseau d'hydro-québec. Les batteries de condensateurs autorisées à la centrale doivent être raccordées à chacun des groupes (en proportion des groupes) de sorte que l'arrêt normal ou forcé d'un groupe de la centrale entraîne le déclenchement des condensateurs qui y sont associés pour maintenir un ratio de compensation adéquat Services auxiliaires Les services auxiliaires nécessaires au fonctionnement de la centrale doivent rester fonctionnels en tout temps et ne pas, directement ou indirectement, causer de déclenchement pendant les conditions de variations de tension et de fréquence à l'intérieur des zones de déclenchement prohibé, tel que décrit au paragraphe 10.6.15 ! corporative sectorielle page 15 de 8 9 EXIGENCES RELATIVES À LA PROTECTION DES ÉQUIPEMENTS DE LA CENTRALE Le producteur a la responsabilité de protéger correctement ses équipements. Il doit s'assurer que les systèmes de protection sont en nombre suffisant et en mesure de réaliser les fonctions adéquates pour protéger ses équipements contre tout défaut et toute condition normale et anormale d'opération ou d'exploitation du réseau d'hydro-québec et de ses installations. En effet, certaines conditions d'exploitation du réseau d'hydro-québec et des installations du producteur peuvent provoquer des surtensions ou des phénomènes de résonance (ex : autoexcitation de machines, ferrorésonance, résonance sous-synchrone en présence de compensation série sur le réseau, etc.). Afin de contrôler les effets de tels phénomènes sur son réseau, Hydro-Québec peut imposer des exigences supplémentaires ou des restrictions applicables à certains modes d'exploitation des installations du producteur. Aussi, le producteur doit protéger correctement ses équipements contre les éventuels déséquilibres de tension et de courant résultant de certaines conditions d'exploitation et du déséquilibre normal des charges du réseau d'hydro-québec. Ces déséquilibres peuvent engendrer la circulation d'un courant homopolaire et de séquence inverse, produisant un échauffement des alternateurs et pouvant mener à un bris. Les protections servant à protéger les installations du producteur doivent être suffisamment sélectives pour éviter des déclenchements indésirables lors d'événements sévères provoquant des perturbations transitoires affectant la tension, la puissance ou la fréquence sur le réseau de transport ou de distribution d'hydro-québec. Ainsi, aucune protection ne doit occasionner directement ou indirectement un déclenchement pour les variations de tension ou de fréquence comprises dans les zones de déclenchement prohibé présentées au paragraphe EXIGENCES RELATIVES À LA PROTECTION DU RÉSEAU D HYDRO-QUÉBEC Le présent article traite des exigences d'hydro-québec relatives aux systèmes de protection installés à la centrale pour assurer la protection du réseau Hydro-Québec. Les installations du producteur doivent respecter ces exigences, et pour ce faire, celui-ci doit fournir et installer à l'intérieur de ses installations les différents dispositifs de protection exigés. À titre informatif, l'annexe B présente des schémas types de raccordement et de protection des installations Types de protections Les fonctions minimales de protection exigées par Hydro-Québec pour assurer la protection de son réseau sont énumérées ci-après. Elles permettent la détection de tous les types de défauts et de perturbations pouvant affecter le réseau d'hydro-québec.16 ! corporative sectorielle page 16 de Protection primaire ou protection contre les défauts La protection primaire constitue une protection de ligne. Elle se compose d'une protection contre les surintensités de phase et de neutre (fonctions 50/51 et 50/51N). Cependant, les situations suivantes pourraient rendre inefficace et inacceptable la protection contre les surintensités : la centrale se compose de plusieurs équipements de production dont un ou plusieurs peuvent être hors service (la contribution de la centrale au défaut pourrait alors s avérer insuffisante pour répondre aux règles spécifiées au sous-paragraphe ) ; les caractéristiques des équipements de production (alternateurs) sont inconnues ; la technologie utilisée ne permet pas de produire une surintensité suffisante pour répondre aux règles spécifiées au sous-paragraphe ; la contribution de la centrale au défaut s avère trop importante et dégrade la coordination des fusibles du réseau d Hydro-Québec. Dans ces cas, une protection à distance à plusieurs gradins de phase et de terre (fonction 21) pourrait être utilisée. À la demande du producteur et suite à l'approbation d'hydro-québec, cette dernière pourrait être remplacée par une protection contre les surintensités à retenue de tension (fonction 51V) et une protection de surintensité de neutre (fonctions 50/51N) Protection de réserve ou protection contre l îlotage Ces protections servent principalement à détecter une situation pouvant conduire à l îlotage de la centrale suite à une ouverture accidentelle ou au déclenchement d un appareil du réseau d Hydro- Québec. La protection de réserve se compose des protections suivantes : protection de sous-tension et de surtension triphasées (fonctions 27 et 59) ; protection de sous-fréquence et de surfréquence (fonctions 81U et 81O). Pour les onduleurs, une protection active anti-îlotage pourrait être acceptée en supplément des protections mentionnées ci-dessus Protections supplémentaires à la centrale Dans certains cas, les protections suivantes peuvent être exigées par Hydro-Québec, pour assurer la protection de son réseau : télédéclenchement du disjoncteur principal de la centrale ; protection de ligne avec télécommunication ; toute autre protection jugée nécessaire par Hydro-Québec.17 ! corporative sectorielle page 17 de Modèles de relais Les modèles de relais pouvant être utilisés pour la protection du réseau d'hydro-québec sont énumérés dans une liste disponible sur le site Internet d'hydro-québec TransÉnergie. Ces relais sont homologués par Hydro-Québec Distribution et ont été sélectionnés en fonction des performances requises pour assurer la protection de son réseau. Pour les centrales de plus de 00 kw, la protection primaire et la protection secondaire devront être réalisées par des relais différents et indépendants afin d'assurer une certaine redondance. L'utilisation de relais multifonctions pourra être acceptée par Hydro-Québec en autant que plus d'un relais soient utilisés pour assurer la redondance. Pour les centrales de 00 kw et moins, l'utilisation des fonctions de protection intégrées dans certains onduleurs pourrait être acceptée par le distributeur, suite à une analyse particulière. La certification de ces équipements à la norme CSA C22.2 No ou toute version plus récente représente une exigence minimale. 10. Alimentation des relais Pour les centrales de plus de 00 kw, l'alimentation des relais doit s'effectuer à partir d'un service auxiliaire en courant continu comprenant des batteries d'accumulateurs reliées en parallèle à un chargeur. La perte d'un ou de plusieurs circuits de déclenchement des systèmes de protection qui sont raccordés au disjoncteur principal doit provoquer le déclenchement de celui-ci sans temporisation. Pour les centrales de 00 kw et moins, d'autres méthodes ou systèmes peuvent être acceptés par le distributeur si le producteur démontre au distributeur que le dysfonctionnement du système de protection de la centrale déclenchera la centrale instantanément Conditionnement de la fermeture du disjoncteur principal Lorsqu'il n'y a pas de tension sur le réseau de distribution au point de raccordement, il devra être impossible à la centrale d'énergiser le réseau de distribution. Afin d'éviter la fermeture accidentelle du disjoncteur principal de la centrale en l'absence de tension sur le réseau de distribution, les contacts (normalement fermés) des relais de sous-tension (27) doivent être insérés en série dans le circuit d'enclenchement du disjoncteur. De plus, tout mécanisme permettant la fermeture manuelle du disjoncteur doit être désactivé ou condamné de façon permanente. D'autres méthodes ou systèmes peuvent être acceptés par le distributeur à la condition que cette règle soit respectée et que le producteur démontre au distributeur que ces méthodes ou systèmes sont propres à l'emploi.18 ! corporative sectorielle page 18 de Transformateurs d instrumentation pour la protection Les transformateurs d'instrumentation servant à la protection doivent satisfaire aux exigences suivantes : ils ne peuvent être affectés à d autres usages que la protection ; ils doivent être installés le plus près possible du disjoncteur principal ou du jeu de fusibles, du côté du réseau d'hydro-québec ; un transformateur de tension par phase est nécessaire. Les transformateurs de tension doivent être raccordés phase-terre ; un transformateur de courant par phase est nécessaire. Un quatrième transformateur de courant peut être utilisé pour mesurer le courant de neutre du transformateur principal pour détecter les défauts de terre. L installation et les caractéristiques des transformateurs d instrumentation doivent être acceptées par Hydro-Québec Coordination et réglages des protections Règles de protection Les règles de protection mentionnées ci-après permettent de sélectionner et d'ajuster adéquatement les systèmes de protection devant servir à la protection du réseau d'hydro-québec. Elles s'appliquent à toute installation raccordée au réseau de distribution d'hydro-québec. Ces règles sont les suivantes : lors de défauts de phase ou de terre sur le réseau de distribution (incluant la barre du poste), le déclenchement du disjoncteur du producteur doit être initié par sa protection primaire durant le régime transitoire de l alternateur, si possible. Dans le cas des alternateurs asynchrones et des onduleurs, il est acceptable, pour les défauts de phase, que le déclenchement du disjoncteur de la centrale soit initié par la protection de réserve ou par la protection contre l îlotage ; la protection de la centrale doit être en mesure de détecter tous les défauts que les protections d Hydro-Québec peuvent détecter et ce, incluant les défauts résistifs avec impédance de 1, ohms (Rf = 40 ohms) ; le courant de défaut total, incluant la contribution de la centrale, ne doit pas dépasser les valeurs suivantes, évaluées du côté MT du réseau de distribution : Icc φ : 12 ka efficace symétrique ; Icc ligne-terre : 8 ka efficace symétrique ;19 ! corporative sectorielle page 19 de 8 la contribution de la centrale aux défauts sur les lignes adjacentes à la ligne de raccordement ne doit pas provoquer le déclenchement des disjoncteurs d'hydro-québec se trouvant sur la ligne de raccordement ; lors de défauts sur le réseau de distribution, l'aveuglement temporaire d'une source par une autre n'a pas d'importance à la condition que le défaut soit isolé par les systèmes de protection ; la dégradation de la coordination disjoncteur-fusible due au raccordement de la centrale à la ligne de distribution doit être limitée au minimum ; toute situation pouvant conduire à l'îlotage non désiré de la centrale sur une partie de la charge du réseau de distribution doit entraîner le déclenchement de la centrale avant le premier temps de réenclenchement du dispositif de protection d'hydro-québec. Le premier temps de réenclenchement doit être ajusté à une valeur minimale de 10 secondes ; le déséquilibre normal de la charge sur le réseau de distribution ne doit pas entraîner le déclenchement du disjoncteur principal de la centrale. L'ordre de déclenchement entre les disjoncteurs d'hydro-québec sur la ligne de raccordement et le disjoncteur principal de la centrale n'a pas d'importance Réglages types des protections Protection de fréquence Le tableau III et la figure 2 présentent les réglages de la protection de fréquence. Tableau III Réglages de la protection de fréquence Fréquence (Hz) Durées minimales pendant lesquelles la centrale doit demeurer en service sans déclenchement (déclenchement prohibé) Durées maximales pendant lesquelles la centrale peut demeurer en service (déclenchement obligatoire) f < 55,5 instantané instantané 55,5 f < 56,5 0,5 seconde 0,5 seconde 56,5 f < 57,0 2 secondes 2 secondes 57,0 f < 57,5 10 secondes infini 57,5 f < 58,5 1,5 minute infini 58,5 f < 59,4 11 minutes infini 59,4 f 60,6 déclenchement prohibé déclenchement prohibé 60,6 < f 61,5 11 minutes infini 61,5 < f 6 (voir note figure 2) 1,5 minute infini 6 < f 6,5 5 secondes 5 secondes f > 6,5 instantané instantané20 ! corporative sectorielle page 20 de 8 durée déclenchement permis 11 min déclenchement permis déclenchement obligatoire déclenchement prohibé 1,5 min déclenchement obligatoire 10 s 5 s 2 s 0,5 s Voir note 55, ,5 59,4 60,6 61,7 6 6,5 56,5 57,5 61,5 fréquence (Hz) Figure 2 - Réglages de la protection de fréquence Note: Un déclenchement instantané est permis à partir de 61,7 Hz pour les centrales suivantes : munies d'alternateurs synchrones ou d'onduleurs, dont la capacité totale est inférieure ou égale à 00 kw ; centrales thermiques et turbines à gaz ; centrales éoliennes ; centrales munies d'alternateurs asynchrones. A) Centrales munies d'alternateurs synchrones ou d'onduleurs et dont la puissance totale des installations est supérieure à 00 kw Les réglages pour cette catégorie de centrales priorisent le bon fonctionnement du réseau principal. Les exigences s'appliquant dans ce cas sont les suivantes : la protection de surfréquence et de sous-fréquence doit être réglée à des valeurs de seuils élevés et des temporisations longues afin d'être suffisamment sélective et d'éviter la mise au travail pour des événements survenant sur le réseau principal ; la protection de fréquence doit assurer une certaine protection contre l'îlotage sur une ligne de distribution ou sur la charge de la barre du poste. Montrer encore
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