Protection differentielle et selectivite dans les reseaux MT

Les principes fondamentaux de la protection MT

Dans un réseau Moyenne Tension (1 kV à 36 kV), la protection a pour mission d'isoler rapidement tout défaut (court-circuit, défaut terre, surcharge) tout en maintenant l'alimentation du reste du réseau. Ce principe s'appelle la sélectivité.

Sans sélectivité, le moindre défaut déclenche l'ensemble du réseau. Avec une sélectivité bien étudiée, seul l'ouvrage défaillant est isolé : les autres clients continuent à être alimentés.

Types de sélectivité

Quatre approches coexistent dans les réseaux MT :

• Sélectivité ampèremétrique : les seuils de courant de déclenchement augmentent de l'aval vers l'amont.
• Sélectivité chronométrique : les temporisations augmentent de l'aval vers l'amont (0,3 s → 0,6 s → 1,0 s).
• Sélectivité logique (SSL) : les relais communiquent entre eux pour n'autoriser le déclenchement qu'au relais le plus proche du défaut. Temps de coupure rapide partout dans le réseau.
• Sélectivité différentielle : compare les courants en entrée et sortie d'un ouvrage. La plus sélective et la plus rapide, utilisée pour les transformateurs HT/MT et les câbles importants.

La protection différentielle de transformateur

La protection différentielle longitudinale d'un transformateur HT/MT mesure la somme vectorielle des courants côté HT et côté MT. En régime normal, cette somme est nulle. En cas de court-circuit interne, un courant différentiel apparaît et déclenche instantanément le disjoncteur côté HT.

Les défis de réglage incluent :

• Courant d'appel magnétisant (inrush) : un courant transitoire pouvant atteindre 10 fois In apparaît à la mise sous tension. Le relais le distingue d'un vrai défaut via la détection de la deuxième harmonique.
• Décalage de phase : le couplage Dy11 introduit un décalage 30° entre HT et MT compensé numériquement par le relais.
• Différence de rapport : les transformateurs de mesure côté HT et MT ont des rapports différents. Le relais normalise les courants par calcul.

Etude de sélectivité avec ETAP

ERPT utilise ETAP pour ses études de coordination de protections. Le module Star-View permet de représenter les courbes courant-temps (TCC) de tous les relais, fusibles et disjoncteurs d'un réseau MT sur un seul graphique logarithmique.

La procédure ERPT :

• Calcul des courants de court-circuit maximum (3Ph, Ph-Ph, Ph-Terre) à chaque nœud du réseau.
• Positionnement des courbes TCC en garantissant des marges de sélectivité de 0,3 s minimum entre deux relais en série.
• Vérification de la protection contre les surcharges.
• Simulation des transitoires de mise sous tension pour valider les réglages d'inrush.

Normes applicables au Maroc

Les projets MT au Maroc doivent respecter les référentiels ONEE (Cahier des Charges MT), les normes CEI 60255 (relais de protection) et CEI 60909 (calcul des courants de court-circuit). La norme CEI 61850-8-1 s'applique pour les relais communicants dans les postes numériques.

Exemple d'application : réseau MT industriel OCP

Sur le projet réseau MT OCP Khouribga, ERPT a mis en place une sélectivité logique (SSL) sur un réseau en boucle 60 kV/22 kV alimentant 8 postes MT. Les temps de coupure obtenus : moins de 80 ms pour tout défaut, contre 600 ms à 1 s avec une sélectivité chronométrique classique. La disponibilité réseau est passée de 99,5 % à 99,92 %.