Protection de terre (50N, 51N)

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protection de terre 50n 51n

La fonction de protection de terre (50N, 51N) est utilisée pour protéger le réseau électrique contre les défauts à la terre.

Un défaut à la terre est un court-circuit entre un ou plusieurs phases et la terre ou un élément conducteur qui mis une ou plusieurs phase et la terre. Il produit un courant circulant des phases en défaut vers la terre, dit courant homopolaire. Il peut être monophasé, biphasé (double défaut à la terre), ou triphasé à la terre. Ce courant de défaut à la terre est caractérisé par sa composante homopolaire mais contient aussi une composante directe et inverse.

Lorsqu’un départ est siège d’un défaut phase-terre, son relais de protection de terre est traversé par un courant résiduel correspond au courant qui circule dans la terre au moment du défaut et qui varie en fonction de la résistance du défaut, du capacitif du réseau, de l’impédance de mise à la terre du neutre du transformateur et de la tension nominale du réseau.

En effet, elle est activée lorsque le courant résiduel dépasse le seuil du réglage fixé pendant une période égale à la temporisation choisie. Ce seuil doit être réglé de manière à ce qu’elle soit aussi sensible que possible afin de détecter de faibles courants de défaut à la terre.

En outre, le réglage du seuil de déclenchement de la protection terre doit être supérieur à la valeur du courant capacitif du réseau lorsqu’un défaut franc apparait sur un autre départ, ou d’activer la protection directionnelle terre (67N) avec un seuil inférieur et temps de déclenchement inférieur aux celle de la protection de terre non directionnelle.

Mesure du courant résiduel

Le courant résiduel caractérisant le courant de défaut à la terre est obtenu de l’une des deux manières suivantes :

  • Mesurée: en utilisant un transformateur TOR dans lequel passent les conducteurs triphasés.

    TC TOR
    TC TOR pour mesurer le courant résiduel
  • Calculée: en utilisant trois transformateurs de courant pour mesurer le courant dans chaque phase qui permet au relais de protection de calculer le courant résiduel.

    3 TC
    trois TC pour permettre au relais de protection de terre de calculer le courant résiduel

Calcul du courant résiduel

Le courant résiduel qui caractérise le courant de défaut à la terre est égale à la somme vectorielle des trois courants de phase. Ce courant résiduel est égal à 3 fois la composante de séquence zéro.

{I}_{rsd} = 3{I}_{0} = {I}_{1} + {I}_{2} + {I}_{3}

Rendre la protection de terre insensible aux troisième et multiples des troisièmes harmoniques

La protection de terre (50N, 51N) doit être rendue insensible aux troisième et multiples des troisièmes harmoniques qui pouvant provenir du réseau ou de la saturation des TC lors d’un courant de défaut plus élevé ou des conditions de fonctionnement transitoires, y compris les composantes apériodiques.

troisièmes harmoniques
troisièmes harmoniques

En effet, les troisième et multiples des troisièmes harmoniques sont détectés par la protection comme un courant résiduel car ils sont en phase.

En l’absence de défaut à la terre, le courant résiduel est égal à trois fois la somme de troisièmes harmoniques et ces multiples qui circulent dans chaque phase.

Pour conclure, la protection de terre (50N,51N) et la protection directionnelle de terre (67N) sont indispensables pour protéger un départ en défaut et les départs non affectés par le défaut.

Photo de Backyard Productions de Canva.com

Continuez à lire : Protection directionnelle de terre (67N)

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