Choix d'un relais de protection ACX6300 en fonction de l'application

Une commande de relais de protection est généralement accompagnée d'un schéma unifilaire, sous lequel figure une question : quel modèle correspond à cette baie ? Pour répondre honnêtement, le modèle dépend de l'application, et celle-ci est déterminée par ce que la baie protège. Vous trouverez ci-dessous la manière dont nous procédons avec la gamme ACX6300, ainsi que les trois détails de la commande qui posent souvent problème.

Note d'application : ce document concerne les relais de protection à microprocesseur destinés aux circuits d'alimentation, d'alimentation de ligne, de moteur, de transformateur, de condensateur, de coupleur de bus et de transformateur de tension (PT) à 35 kV et moins. La protection des générateurs et les schémas de protection par distance sur les lignes de transport d'énergie ne sont pas concernés par ce document. Ces appareils étant fabriqués par ACXION, les recommandations proviennent du fabricant.

Trois plateformes, et pourquoi cette distinction est importante

La gamme ACX6300 ne se résume pas à un seul produit proposant différentes options. Il s'agit en réalité de trois plateformes matérielles distinctes, chacune disposant de son propre boîtier, de sa propre disposition des bornes et de sa propre profondeur.

Article	ACX6300K	ACX6300Q	ACX6300L
Entrée de courant	5 A / 1 A	5 A / 1 A	5 A / 1 A
Courant de séquence zéro	5 A / 1 A	5 A / 1 A	5 A / 1 A
Approvisionnement en appareils	CA/CC 80 à 270 V	CA/CC 80 à 270 V	CA/CC 80 à 270 V
Alimentation de service indépendante	non obligatoire	CA/CC 110 ou 220 V	CA/CC 110 ou 220 V
Option anti-pompage	non	facultatif	facultatif
Communication	disponible	disponible	disponible

La plateforme K ne nécessite aucune alimentation de fonctionnement distincte. Ce seul critère est déterminant pour de nombreux projets de petites sous-stations, car une cellule équipée uniquement d’une alimentation des appareils et dépourvue de batterie de station ne peut utiliser que la plateforme K.

Les modèles Q et L fonctionnent sur une tension d'alimentation de 110 ou 220 V CA/CC et proposent l'option « anti-pompage », qui empêche le disjoncteur de se refermer tant qu'une commande de déclenchement est encore active. Sur une ligne d’alimentation où la protection se déclenche et où l’opérateur appuie sur le bouton de réenclenchement au même moment, c’est la fonction anti-pompage qui empêche le disjoncteur de pomper contre le défaut.

La gamme de modèles se présente comme suit : K21 pour la protection des lignes et des transformateurs, K25 pour les moteurs, K29 pour la surveillance des PT. Sur la plateforme Q : Q31 pour les lignes et les transformateurs, Q34 pour les condensateurs, Q35 pour les moteurs, Q38 pour le transfert automatique, Q39 pour la surveillance des PT. La plateforme L est la plus complète : L91 pour les lignes, L92 pour les coupleurs de bus, L93 pour les transformateurs, L94 pour les condensateurs, L95 pour les moteurs, L98 pour le transfert automatique et L99 pour la surveillance des transformateurs de tension.

Adapter l'ensemble de fonctions à la baie

La liste des fonctions constitue le véritable critère de sélection. Les fonctions de protection sont regroupées en fonction du type de baie, et non en fonction de l'intensité nominale.

Candidature	Options de modèles	Fonctions de protection courantes
En provenance ou d'alimentation	K21 / Q31 / L91	Surintensité à plusieurs niveaux, séquence négative, défaut à la terre, tension, fréquence, réenclenchement
Moteur	K25 / Q35 / L95	Court-circuit, surcharge, séquence négative, temps de démarrage, défaut à la terre, protection thermique
Transformateur	K21 / Q31 / L93	Surintensité, séquence négative, séquence zéro, surcharge, tension, cause non électrique
Banc de condensateurs	Q34 / L94	Surintensité, défaut à la terre, surtension et sous-tension, déséquilibre
Coupleur de bus	L92	Surveillance de la charge, de la surintensité, de la surcharge et du circuit de commande
Virement automatique	Q38 / L98	Supervision de la source et logique de transfert
Suivi de la PT	K29 / Q39 / L99	Surtension et sous-tension, coupure de tension, surveillance du circuit du transformateur de tension (PT)

Deux erreurs de sélection reviennent suffisamment souvent pour qu'on les mentionne.

La première consiste à utiliser un modèle d'alimentation sur un banc de condensateurs. La commutation des condensateurs génère un courant d'appel et le banc fonctionne avec un déséquilibre de courant intentionnel ; les fonctions dédiées au déséquilibre et aux surtensions sont donc essentielles. Les composants Q34 et L94 sont là pour cette raison. Un K21 placé au même endroit se déclencherait lors d'opérations que le banc effectue normalement.

Le deuxième écueil consiste à surdimensionner la plateforme. Un tableau auxiliaire de 400 V alimentant quatre petites dérivations n’a pas besoin d’un appareil de la série L doté de fonctions différentielles à transformateur. Ce n’est pas le surcoût qui pose problème, mais les réglages supplémentaires que personne ne configure correctement.

Les fonctions ci-dessus constituent des synthèses de portefeuille. Elles ne remplacent pas un calendrier de protection du projet, et les paramètres proviennent de l'étude, et non du catalogue.

La classe de l'appareil est un autre élément à bien cerner. Les relais de ce type relèvent de la norme CEI 60255 relative aux relais de mesure et aux équipements de protection, dont l'équivalent chinois est la série GB/T 14598. Il est important de préciser la norme dès la phase d'appel d'offres, car c'est souvent à ce stade que le cahier des charges exige un rapport d'essai que la classe d'appareils ne fournit pas. Mieux vaut se renseigner dès le début plutôt qu'après la commande.

Trois éléments relatifs à la commande qui posent problème

Courant nominal d'entrée par rapport aux transformateurs de courant réels

Le relais affiche 5 A ou 1 A, et la commande doit préciser laquelle de ces valeurs est la bonne. Nous avons eu une commande où le plan indiquait des transformateurs de courant 600/1, mais où la ligne de spécification ne mentionnait rien concernant le secondaire ; l'appareil a donc été fabriqué avec des entrées de 5 A. Le problème a été détecté lors de la mise en service : chaque valeur mesurée correspondait à un cinquième de la valeur réelle, et les seuils de déclenchement présentaient la même erreur. Aucun équipement n’a été endommagé. Deux tableaux de cette sous-station ont dû être reconfigurés et les appareils remplacés.

Depuis lors, nous demandons le rapport CT et l'intensité secondaire sur la même ligne, ainsi que le rapport VT pour les entrées de tension. Ces deux valeurs figurent sur la confirmation de commande.

Profondeur du panneau derrière l'appareil

Les trois plateformes n'ont pas la même profondeur. La façade K mesure 172,0 x 128,2 mm, avec une découpe de 155,5 x 125,0 mm et une profondeur totale de 86,5 mm. La plateforme Q mesure 224,5 x 153,0 mm à l'avant, avec une découpe de 209,0 x 150,0 mm et une profondeur de 79,2 mm. Le modèle L présente une face avant de 150,3 x 178,0 mm et un corps beaucoup plus profond : 180,5 mm, soit 195 mm en incluant la zone des bornes.

Ce dernier chiffre pose problème aux constructeurs de tableaux électriques. Dans une armoire de 600 mm de profondeur où le bornier CT est monté directement derrière le relais, les courbures du câblage se sont avérées plus serrées que le minimum autorisé par le fabricant du câble, et il a fallu modifier le cheminement du câble de commande blindé. Nous demandons désormais la profondeur de la plaque de montage et, dans la mesure du possible, une photo de l'intérieur de l'armoire indiquant l'emplacement du relais.

Mesures anti-spéculation sur les systèmes de transfert

Sur les dispositifs de transfert automatique Q38 et L98, la fonction anti-pompage interagit avec la logique de transfert. Si la supervision de la source est configurée pour effectuer un retour de transfert après un court délai et que le signal de déclenchement n’a pas été réinitialisé, ces deux fonctions peuvent entrer en conflit lors de la mise en service. Il s’agit d’un problème de paramétrage plutôt que d’un problème matériel, mais il est préférable de définir le comportement de réinitialisation avant le câblage du tableau, car le modifier par la suite impliquerait de recâbler une partie du circuit fermé.

Ce que doit inclure la passation de pouvoirs

Les relais de protection présentent plus souvent des défaillances au niveau des projets qu'au niveau des appareils eux-mêmes. C'est le dossier de transfert qui permet de remédier à cela. Le nôtre comprend le fichier de paramétrage de la protection, les rapports des transformateurs de courant (TC) et de tension (TV), la logique de déclenchement et de fermeture, la liste des entrées et sorties binaires, le schéma de communication pour la boucle Modbus, ainsi que le schéma de découpe et de câblage du tableau.

Deux d'entre eux méritent une attention particulière. La liste des E/S binaires est le document dont l'intégrateur SCADA a besoin, et c'est celui qui est le plus souvent demandé après la livraison. Le schéma de câblage pour K, Q et L n'est pas interchangeable, car la disposition des bornes diffère d'une plateforme à l'autre. Effectuez la mise en service uniquement en vous référant au schéma fourni avec l'appareil.

La communication sur ces trois plateformes utilise le protocole standard défini pour cette catégorie d'appareils. Lorsque le relais transmet ses données à un système SCADA de l'usine, ce chemin de données correspond généralement à la même boucle Modbus-RTU que celle utilisée par les autres dispositifs de surveillance du tableau.

Accéder à un modèle

Veuillez nous envoyer le schéma unifilaire, les rapports des transformateurs de courant (CT) et des transformateurs de tension (VT), le type de baie, la puissance disponible dans l'armoire et la profondeur du tableau. Ces informations suffisent pour déterminer la plateforme, le modèle et le disjoncteur.

Les tableaux des modèles K, Q et L, les matrices de protection et les jeux de dimensions figurent dans le catalogue consacré à la surveillance et à la protection de l'alimentation électrique disponible sur notre centre de téléchargement. Les problèmes apparents liés aux relais sont parfois dus à des problèmes au niveau du tableau électrique, et nos notes existantes sur Dépannage du panneau de commande couvrent le côté « interrupteurs et voyants » de cette même armoire. Pour en savoir plus sur l'entreprise, rendez-vous sur À propos d'ACXION, et les fichiers de configuration ainsi que les questions relatives à la passation de pouvoir sont traités par le page de contact. D'autres remarques relatives à la mise en service sont rassemblées sur la page Blog ACXION.

Les caractéristiques techniques mentionnées dans cet article sont tirées du catalogue en vigueur. La disponibilité des appareils, le courant d'entrée et les cotes de montage sont confirmés dans la confirmation de commande, et le schéma des bornes fourni avec l'appareil fait foi.

Les relais de cette gamme sont configurés et font l'objet d'un devis au cas par cas. Envoyez-nous la liste des baies et nous établirons la configuration ainsi que le devis.

Par l'équipe d'ingénieurs d'ACXION