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Coordination des protections

Sélectivité et filiation

La stratégie de réglage consiste donc à augmenter progressivement les seuils de courant et les retards au déclenchement au fur
et à mesure qu'on s'approche des sources d'alimentation (niveau de réglage directement corrélé au niveau hiérarchique). Les
échelonnements des retards imposés à des protections en série devront tenir compte de la somme des temps de détection et
d'élimination du défaut et du temps d'inertie (overshoot) du dispositif en amont (intervalle de temps pendant lequel on peut
avoir le déclenchement de la protection même une fois le phénomène terminé). Comme dans le cas de la sélectivité ampèremé-
trique, l'étude est effectuée en comparant les courbes temps-courant de déclenchement des dispositifs de protection.
En général, ce type de coordination :
• est facile à étudier et à réaliser, et il est peu coûteux pour ce qui concerne le système de protection ;
• il permet d'obtenir également des valeurs élevées de la limite de sélectivité, liée au courant de courte durée supporté par le dis-
positif amont ;
• il permet une redondance des fonctions de protection et peut fournir de bonnes informations au système de contrôle ;
mais :
• les temps de déclenchement et les niveaux d'énergie que laissent passer les protections, surtout celles près des sources, sont
élevés, ce qui comporte d'évidents problèmes de sécurité et d'endommagement des composants (souvent surdimensionnés),
même dans les zones non concernées par le défaut ;
• il ne permet l'utilisation de disjoncteurs limiteurs qu'au niveau hiérarchique le plus bas de la chaîne ; les autres disjoncteurs
doivent être en mesure de supporter les contraintes thermiques et électrodynamiques liées au passage du courant de défaut
pendant le temps de retard intentionnel. Pour les divers niveaux, on doit utiliser des disjoncteurs sélectifs (disjoncteurs de ca-
tégorie B selon la norme IEC 60947-2) souvent de type à construction ouverte afin de garantir un courant de courte durée suffi-
samment élevé ;
• la durée de la perturbation induite par le courant de court-circuit sur les tensions d'alimentation dans les zones non concernées
par le défaut peut créer des problèmes avec des dispositifs électromécaniques (tension au-dessous de la valeur d'ouverture
d'électroaimants) et électroniques ;
• le nombre de niveaux de sélectivité s'avère limité par le temps maximum supportable par le réseau électrique sans perte de stabilité.

Sélectivité de zone (ou logique)
Ce type de coordination est une évolution de la coordination chronométrique et peut être direct ou indirect. En général elle est
réalisée moyennant le dialogue entre les dispositifs de mesure du courant qui, après avoir détecté le franchissement du seuil de
réglage, permet d'identifier correctement et de couper seulement l'alimentation de la zone du défaut.

Elle peut être réalisée de deux manières différentes :
• les dispositifs de mesure envoient les informations liées au franchissement du seuil de réglage du courant au système de su-
pervision et ce dernier décide de la protection à faire intervenir ;
• en présence de valeurs de courant supérieures à son réglage, chaque protection envoie, via une liaison directe ou un bus, un si-
gnal de blocage à la protection hiérarchiquement supérieure (en amont par rapport à la direction du flux de puissance) et véri-
fie, avant de déclencher, qu'un signal analogue de blocage n'est pas arrivé de la protection en aval ; de cette manière, seule la
protection immédiatement en amont du défaut déclenche.
Le premier mode prévoit des temps de déclenchement de l'ordre de 0.5-5 s et il est utilisé surtout en cas de courants de court-
circuit faibles dont le sens du flux de puissance est indéfini (ex : éclairage de longs tunnels, galeries, etc.).
Le deuxième mode permet des temps de déclenchement sûrement inférieurs : par rapport à une coordination de type chronomé-
trique, il n'est plus nécessaire d'augmenter le retard intentionnel au fur et à mesure qu'on se déplace vers la source d'alimentation.
Le retard peut être réduit à l'attente suffisante pour exclure la présence d'un éventuel signal de blocage par la protection en aval
(temps requis par le dispositif pour détecter la situation anormale et pour terminer avec succès la transmission du signal).

Par rapport à une coordination de type chronométrique, une sélectivité de zone ainsi réalisée :
• réduit les temps de déclenchement et augmente le niveau de sécurité ; les temps de déclenchement peuvent être de l'ordre
d'une centaine de millisecondes ;
• réduit aussi bien les dégâts causés par le défaut que les perturbations du réseau d'alimentation ;
• réduit les contraintes thermique et dynamique sur les disjoncteurs ;
• permet d'avoir un nombre très élevé de niveaux de sélectivité.
Mais elle se révèle plus onéreuse tant du point de vue économique que de celui de la complexité.
Cette solution est donc principalement utilisée dans des réseaux avec de hautes valeurs du courant assigné et du courant de
court-circuit, avec des exigences auxquelles on ne peut déroger aussi bien en termes de sécurité que de continuité de service :
Notamment, on trouve souvent des exemples de sélectivité logique dans les tableaux généraux de distribution, immédiatement
en aval de transformateurs et de générateurs.

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