1 · Web view... la tension de régime permanent du réseau de transport d'Hydro-Québec peut varier de ± 6 % par rapport à la tension nominale pour les réseaux 44 kV et 49 kV

EXIGENCES TECHNIQUES

RELATIVES À L'INTÉGRATION DES CENTRALES

AU RÉSEAU DE TRANSPORT D'HYDRO-QUÉBEC

Attention : il manque le graphique des fréquences et l'annexe D

Direction Planification des actifs et Affaires réglementaires

MAI 1999

Table des matières

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1. OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION...................................................................................1

2. ÉTUDES REQUISES.......................................................................................................................3

2.1 ÉTUDE D’INTÉGRATION ..............................................................................................................32.2 ÉTUDE D'AVANT-PROJET .............................................................................................................52.3 ÉTUDES DE PROTECTION DU PRODUCTEUR .................................................................................5

3. EXIGENCES GÉNÉRALES...........................................................................................................6

3.1 RÉSEAU DE TRANSPORT "BULK" .................................................................................................63.2 EXIGENCES GÉNÉRALES RELATIVES À LA CONCEPTION, LA RÉALISATION ET L'EXPLOITATION DES INSTALLATIONS DU PRODUCTEUR ....................................................................................................6

4. EXIGENCES RELATIVES À LA TENSION ET À LA FRÉQUENCE....................................8

4.1 LIMITES DE TENSION EN RÉGIME PERMANENT ............................................................................84.2 RÉGULATION DE TENSION, SYSTÈME D'EXCITATION ET RÉGULATION DE VITESSE .....................8

4.2.1 Régulation de tension.........................................................................................................84.2.2 Système d'excitation statique..............................................................................................94.2.3 Régulation de vitesse..........................................................................................................9

4.3 QUALITÉ DE L'ONDE ÉLECTRIQUE .............................................................................................104.3.1 Variations rapides de tension et papillotement................................................................104.3.2 Perturbations harmoniques..............................................................................................114.3.3 Exigences additionnelles en matière de qualité de l'onde électrique..............................11

4.4 SYNCHRONISATION ...................................................................................................................12

5. EXIGENCES RELATIVES À L'APPAREILLAGE..................................................................13

5.1 RÉGIME DU NEUTRE ..................................................................................................................135.1.1 Régime du neutre du réseau de transport........................................................................135.1.2 Exigences pour le poste de raccordement lorsque le réseau est effectivement mis à la terre ..........................................................................................................................................145.1.3 Exigences pour le poste de raccordement lorsque le réseau n’est pas effectivement mis à la terre ..........................................................................................................................................14

5.2 CARACTÉRISTIQUES ÉLECTRIQUES GÉNÉRALES DE L'APPAREILLAGE .......................................155.3 POSITION RELATIVE DE L’APPAREILLAGE SERVANT AU RACCORDEMENT ................................155.4 SECTIONNEUR(S) DE RACCORDEMENT ......................................................................................185.5 PARAFOUDRES DU CÔTÉ HAUTE TENSION DU POSTE DE RACCORDEMENT ................................185.6 DISJONCTEUR(S) DE RACCORDEMENT ......................................................................................185.7 ALTERNATEURS ET GÉNÉRATRICES ..........................................................................................195.8 FACTEUR DE PUISSANCE DE CONCEPTION DES ALTERNATEURS SYNCHRONES .........................195.9 FACTEUR DE PUISSANCE DES GÉNÉRATRICES ASYNCHRONES ..................................................205.10 CONSTANTE D’INERTIE DES GROUPES .......................................................................................205.11 SERVICES AUXILIAIRES .............................................................................................................215.12 TRANSFORMATEURS DE PUISSANCE ..........................................................................................21

5.12.1 Prises................................................................................................................................215.12.2 Connexions des enroulements des transformateurs de puissance...................................21

5.13 CONVERSION POSSIBLE DE TENSION DE CERTAINES SECTIONS DU RÉSEAU DE TRANSPORT .....215.14 LIGNE DE TRANSPORT ...............................................................................................................22

6. EXIGENCES RELATIVES AUX SYSTÈMES DE PROTECTION........................................23

6.1 EXIGENCES GÉNÉRALES ............................................................................................................236.2 EXIGENCES DE PROTECTION RELATIVES À LA MISE À LA TERRE (RÉGIME DU NEUTRE) ...........266.3 DISJONCTEURS ..........................................................................................................................266.4 FONCTIONS MINIMALES DE PROTECTION EXIGÉES POUR LES BESOINS DU RÉSEAU DE TRANSPORT D’HYDRO-QUÉBEC ............................................................................................................27

6.4.1 Protections contre les défauts dans les installations du producteur................................276.4.2 Protections contre les défauts sur le réseau de transport d'Hydro-Québec....................276.4.3 Protections de tension, de fréquence et télédéclenchement.............................................286.4.4 Protections de défaillance de disjoncteur........................................................................31

6.5 EXIGENCES MINIMALES POUR LES ÉQUIPEMENTS ASSOCIÉS AUX PROTECTIONS INSTALLÉES POUR LES BESOINS DU RÉSEAU DE TRANSPORT D’HYDRO-QUÉBEC .......................................................32

6.5.1 Relais de protection et de déclenchement........................................................................326.5.2 Réglages des systèmes de protection................................................................................326.5.3 Alimentation des systèmes de protection..........................................................................326.5.4 Transformateurs de tension et de courant.......................................................................33

6.6 SYSTÈMES DE TÉLÉCOMMUNICATIONS POUR LES FONCTIONS DE TÉLÉPROTECTION ................33

7. EXIGENCES RELATIVES AUX INFORMATIONS POUR L'EXPLOITATION DU RÉSEAU DE TRANSPORT.................................................................................................................35

8. MODIFICATIONS OU RÉFECTION DES INSTALLATIONS DU PRODUCTEUR ...........33

9. DROIT DE VÉRIFICATION PAR LE TRANSPORTEUR .......................................................33

10. OBLIGATION DE VÉRIFICATION PAR LE PRODUCTEUR ..........................................33

11. RAPPORTS D'ESSAIS DES INSTALLATIONS DU PRODUCTEUR...............................34

12. Enregistreurs d'événements..........................................................................................................34

1. OBJET ET DOMAINE D'APPLICATIONLe présent document définit les exigences techniques minimales relatives à l’intégration ou au raccordement de toute nouvelle centrale (incluant celles d’Hydro-Québec) au réseau de transport d’Hydro-Québec, soit directement, soit via les installations d'un client industriel haute tension. Dans ce dernier cas, ces exigences s'ajoutent à celles indiquées dans le contrat de fourniture d'électricité ou à toute autre exigence concernant la fourniture d'électricité haute tension. Ces exigences s’appliquent également lorsqu’une centrale existante, déjà raccordée au réseau de transport d’Hydro-Québec, fera l’objet d’une réfection. Dans ce cas, les exigences s’appliqueront aux systèmes ou équipements de la centrale qui feront effectivement l’objet d’une réfection. Donc, l’utilisation dans ce texte des expressions "addition de centrale" ou "nouvelle centrale" ou "centrale" inclut également tout projet de réfection d’une centrale existante.

De plus, compte tenu de l’impact que peuvent avoir sur le comportement du réseau de transport les centrales raccordées au réseau de distribution, certaines exigences présentées dans ce document s’appliquent également à l’intégration ou au raccordement de toute nouvelle centrale via le réseau de distribution. Il s’agit entre autres des exigences relatives au régime du neutre du réseau de transport traitées à la section 5.1, des exigences relatives aux services auxiliaires présentées à la section 5.11, ainsi que certaines exigences relatives aux systèmes de protection présentées à la section 6.1. Ces exigences s’ajoutent à celles de la norme "Exigences relatives au raccordement des centrales privées au réseau de distribution MT d’Hydro-Québec", et à toute révision de celles-ci.

Les centrales appelées à être raccordées à un réseau non relié d'Hydro-Québec ne sont pas couvertes par le présent document. Chaque projet de ce type fera l'objet d'exigences spécifiques émises par le transporteur.

Compte tenu de la diversité des moyens de production, des modes d’intégration et des contraintes de réseau qui peuvent se présenter, des exigences additionnelles pourront être spécifiées par le transporteur suite aux études réalisées par celui-ci.

Les exigences définies dans ce document s'appuient sur les trois principes suivants :

la sécurité du public et des employés d'Hydro-Québec ;

le maintien de la qualité de service pour les clients raccordés au réseau de transport d'Hydro-Québec ;

mai 19991

la protection du réseau et des équipements d'Hydro-Québec.

On retrouve, à la fin du document, plusieurs annexes auxquelles on fait référence dans les différentes sections du document. Ces annexes font partie intégrante des exigences techniques relatives à l’intégration des centrales.

Les mots ou expressions qui, dans le texte, sont en caractères italiques, sont définis à l’annexe A.

mai 19992

2. ÉTUDES REQUISESLe transporteur doit s’assurer que l'addition d'une centrale intégrée au réseau de transport d’Hydro-Québec ne compromet pas ou ne réduit pas la qualité et la fiabilité du service pour les clients raccordés au réseau de transport d’Hydro-Québec et ne nuit pas à la capacité de transport requise pour satisfaire les engagements contractuels du transporteur.

2.1 Étude d’intégration

Pour chaque projet d'addition d'une centrale au réseau de transport d’Hydro-Québec, le transporteur effectue une étude d’intégration pour identifier les limitations du réseau ainsi que les installations d’attribution particulière additionnelles ou les améliorations de réseau requises pour l’intégration de la centrale.

Lorsqu’il procède à une étude d’intégration, le transporteur applique les règles suivantes :

les pratiques usuelles des services publics ;

les critères et lignes directrices du NPCC et du NERC ;

les critères et directives d'Hydro-Québec.

Les aspects suivants seront notamment analysés et pris en compte par le transporteur lors de l'étude d’intégration :

la capacité thermique des équipements, la stabilité transitoire et dynamique ainsi que la stabilité de tension du réseau de transport ;

les niveaux de court-circuit du réseau de transport ;

l'impact des pertes électriques sur le réseau de transport conformément aux pratiques usuelles des services publics dans l'évaluation des coûts ;

l'impact sur la protection existante du réseau de transport ;

l’impact sur les équipements déjà raccordés au réseau de transport ;

l’impact sur l’exploitation du réseau de transport.

mai 19993

Afin que le transporteur soit en mesure de procéder à l'étude d’intégration, le producteur devra transmettre au transporteur les informations indiquées à l'annexe B du présent document.

Une fois l'étude d’intégration terminée, le transporteur transmettra au producteur les informations suivantes :

le point de raccordement de la centrale au réseau de transport ;

la tension de raccordement au réseau de transport ;

les limitations du réseau de transport ainsi que les installations d’attribution particulière additionnelles ou les améliorations de réseau requises afin de permettre l’intégration de la centrale ;

schéma(s) de raccordement de la centrale au réseau de transport d’Hydro-Québec ;

niveaux initiaux de courts-circuits ainsi que le niveau de court-circuit ultime prévu (contribution du réseau de transport) au point de raccordement ;

les besoins de télécommunications requis ;

les restrictions d'exploitation ;

les données préliminaires concernant les délais types de réalisation et les coûts reliés aux travaux d’intégration ;

un rapport technique contenant les exigences d’automatismes et protections propres au projet de centrale considérée, lorsque les coûts d’addition ou de modification de la protection représentent une part importante des coûts d’intégration de la centrale ;

les exigences spécifiques d’intégration ;

si requis, les exigences supplémentaires pour le réseau de transport "bulk".

En plus des informations fournies par l’étude d’intégration, le transporteur transmettra au producteur les informations suivantes afin qu’il puisse réaliser ses études :

les données électriques pertinentes de ligne et de poste du réseau de transport d'Hydro-Québec ;

les informations concernant les différentes limites de perturbations de l'onde électrique permises aux installations raccordées au réseau de transport d'Hydro-Québec, décrites à la section 4.3 ;

mai 19994

le délai de validité des résultats de l’étude d’intégration.

mai 19995

2.2 Étude d'avant-projet

Si, suite à l’étude d’intégration, le producteur décide d’aller de l’avant avec son projet de raccordement, le transporteur réalisera une étude d'avant-projet qui permettra une évaluation d'ingénierie plus précise des coûts et des délais de réalisation de son projet d'addition ou de modification au réseau de transport afin de permettre l’intégration de la centrale.

Une fois terminée, l'étude d'avant-projet inclura une estimation :

du coût des installations d’attribution particulière ;

du coût pour toute amélioration du réseau requise ;

du délai pour terminer les travaux requis sur le réseau de transport d’Hydro-Québec pour permettre l’intégration de la centrale du producteur ;

les données additionnelles, lorsque requises, pour les calculs relatifs à la qualité de l’onde ;

lorsque requise, la valeur de l’inductance de neutre du(des) transformateur(s) servant au raccordement de la centrale ;

le délai de validité des résultats de l’étude d’avant-projet.

2.3 Études de protection du producteur

Afin de permettre au transporteur de réaliser de façon efficace et précise son étude d’avant-projet, notamment lorsque les coûts d’addition ou de modification de la protection représentent une part importante des coûts d’intégration de la centrale, le transporteur pourra exiger que le producteur lui transmette, avant d’entreprendre l'étude d'avant-projet, une étude préliminaire de protection de ses installations. Cette étude préliminaire doit contenir l'essentiel des informations applicables spécifiées à l'annexe C du présent document.

Dans tous les cas, le producteur doit remettre une étude finale de protection de ses installations au transporteur avant le début de la réalisation du projet. Cette étude de protection comprend les informations applicables spécifiées à l'annexe C du présent document.

mai 19996

De plus, le producteur doit remettre au transporteur, au moins deux mois avant la mise en service de sa centrale, les réglages définitifs des protections prévues dans ses installations.

mai 19997

3. EXIGENCES GÉNÉRALES3.1 Réseau de transport "bulk"

Le transporteur a la responsabilité de concevoir, d’exploiter et d’entretenir le réseau de transport d’Hydro-Québec conformément aux pratiques usuelles des services publics, ainsi qu’aux critères et directives d'Hydro-Québec. De plus, compte tenu de l’adhésion d’Hydro-Québec au NPCC, le transporteur a également la responsabilité de concevoir, d’exploiter et d’entretenir le réseau de transport "bulk" d’Hydro-Québec conformément aux critères et lignes directrices du NPCC et du NERC.

Le transporteur déterminera, lors de l’étude d’intégration, si les installations du producteur font partie du réseau de transport "bulk". Si tel est le cas, les installations du producteur seront soumises aux exigences accrues qui s’appliquent aux installations faisant partie du réseau de transport "bulk", tant au niveau de la conception que de l’exploitation et de la maintenance, telles que décrites dans le document intérimaire "IB-17 Guideline for Facility Connection Requirements" du NPCC.

3.2 Exigences générales relatives à la conception, la réalisation et 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.

Toutes les installations du producteur dont la puissance installée de la centrale est supérieure à 1000 MW doivent être conçues, réalisées et exploitées de manière à ce qu’un événement simple dans ses installations ne puisse occasionner une perte de production supérieure à 1000 MW. Le terme événement simple signifie dans ce contexte la panne, le mauvais fonctionnement ou le fonctionnement non désiré de tout système, appareil ou composante qui font partie des installations du producteur. Ce qui inclut, sans en limiter la portée, les équipements de production, de transformation, de transport, de contrôle, d’exploitation, de manoeuvre, de protection, d’alimentation (services auxiliaires), etc.

mai 19998

Les installations de tout producteur doivent être conçues, réalisées et exploitées de manière à ne pas causer de déclenchement de groupe pendant les conditions de variations de tension et de fréquence décrites à la section 6.1.

À moins d’études préalables et d'une entente particulière à cet effet, les installations du producteur ne doivent en aucun temps alimenter en mode d'îlotage des charges de clients raccordés au réseau de transport d'Hydro-Québec, à l'exception des propres charges du producteur, auquel cas celui-ci assume les risques liés à son auto-alimentation.

Le transporteur doit, conformément aux exigences du NERC, établir une stratégie de remise en service du réseau de transport suite à une panne générale. Pour y arriver, le transporteur doit pouvoir compter sur certaines installations de production capables de démarrer en mode autonome (blackstart capability) et de maintenir adéquatement la tension et la fréquence afin de remettre en service les installations du réseau de transport et les autres installations de production. Suite à l’étude d’intégration, le transporteur pourrait exiger que le producteur munisse certains groupes de sa centrale d’une capacité de démarrage en mode autonome.

mai 19999

4. EXIGENCES RELATIVES À LA TENSION ET À LA FRÉQUENCE

4.1 Limites de tension en régime permanent

Dans les conditions normales d'exploitation, la tension de régime permanent du réseau de transport d'Hydro-Québec peut varier de ± 6 % par rapport à la tension nominale pour les réseaux 44 kV et 49 kV et de ± 10 % par rapport à la tension nominale pour les réseaux 69 kV et plus, sauf pour le réseau à 735 kV où la tension peut varier de - 5 % à + 4 % par rapport à la tension nominale. À certains endroits sur le réseau, la plage de tension admissible en régime permanent peut être différente de celle mentionnée ci-dessus, notamment lorsqu'Hydro-Québec a des ententes commerciales particulières à cet effet.

Les installations du producteur doivent être conçues pour pouvoir produire et livrer au point de raccordement la puissance maximale (MW) prévue dans les conditions de variations de tension du réseau auxquelles elles sont raccordées.

4.2 Régulation de tension, système d'excitation et régulation de vitesse

Pour les centrales dotées d'alternateurs de type synchrone et selon les conditions décrites aux paragraphes suivants, le transporteur peut exiger que les installations du producteur participent au maintien de la tension et de la fréquence.

4.2.1 Régulation de tension

Les alternateurs doivent être conçus pour participer à la régulation de tension du réseau de transport d'Hydro-Québec en régimes transitoire, dynamique et permanent. À cette fin, les alternateurs doivent être munis d'un système automatique de régulation de tension et être en mesure de fournir ou d'absorber la puissance réactive correspondant au facteur de puissance spécifié à l'article 5.8 du présent document.

mai 199910

4.2.2 Système d'excitation statique

Lorsque la puissance totale installée ou prévue à l’ultime de la centrale est de 100 MW et plus, les alternateurs doivent être munis d'un système d'excitation statique avec circuits stabilisateurs. Les exigences relatives aux caractéristiques du système d'excitation pour alternateurs sont fournies à l'annexe D. Les réglages à utiliser seront spécifiés par le transporteur lors de la réalisation du projet.

Lorsque la puissance totale installée ou prévue à l’ultime de la centrale est inférieure à 100 MW, le transporteur pourra exiger à partir des résultats de l'étude d’intégration que les alternateurs soient munis de systèmes d'excitation statique avec circuits stabilisateurs. C’est le cas par exemple, lorsque la centrale est éloignée du réseau de transport principal d’Hydro-Québec ou que la centrale doit, dans certains cas, pouvoir être îlotée sur un réseau voisin via une partie du réseau de transport d’Hydro-Québec.

4.2.3 Régulation de vitesse

Tout groupe dont la puissance nominale est de plus de 10 MW doit, afin de contribuer à la régulation de la fréquence sur le réseau, être muni d'un système de régulation de vitesse avec un statisme permanent (sigma) ayant une plage réglable de 0 à 5 % au moins et aucune bande morte d'insensibilité en fréquence.

Cependant, le transporteur pourra, suite à l’étude d’intégration, exiger qu’un régulateur de vitesse soit installé sur des groupes dont la puissance nominale est inférieure à 10 MW, notamment lorsqu’il est prévu, dans certaines situations particulières, de pouvoir îloter la centrale sur des charges raccordées au réseau de transport d’Hydro-Québec. De plus, si la centrale doit pouvoir être redémarrée en mode îloté, celle-ci devra avoir la capacité de démarrer en mode autonome (blackstart capability).

Le transporteur pourra exiger, suite à l'étude d’intégration, que le régulateur de vitesse soit mis hors fonction après synchronisation au réseau de transport d'Hydro-Québec pour réduire le risque d'îlotage indésirable de la centrale sur une charge d'un client raccordé au réseau de transport d'Hydro-Québec.

4.3 Qualité de l'onde électrique

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Les exigences suivantes visent à limiter les perturbations de l'onde électrique produites par les installations du producteur de façon à ne pas nuire à la qualité de l’alimentation électrique fournie aux clients raccordés au réseau de transport d'Hydro-Québec.

Les installations du producteur doivent être conçues et exploitées de façon à respecter les limites de perturbations de l'onde électrique permises aux installations raccordées au réseau de transport d'Hydro-Québec (limites d'émission). Les limites applicables et les méthodes d’évaluation seront confirmées par le transporteur lors de l’étude d’intégration.

Afin de s'assurer que les installations du producteur respectent les limites d’émission permises dans les différentes conditions d'opération, le transporteur peut exiger du producteur que des essais soient effectués avant l’acceptation finale des installations. D’autres essais peuvent aussi être exigés par la suite pour s’assurer du respect des limites d’émission dans le temps.

4.3.1 Variations rapides de tension et papillotement

Les variations rapides de tension et le papillotement sont des perturbations pouvant se répéter de façon aléatoire ou périodique et ainsi constituer un dérangement pour les charges sensibles. Ces perturbations peuvent être notamment causées par la manoeuvre d'équipements provoquant des variations rapides de puissance réactive, tels que les batteries de condensateurs, le démarrage et l'arrêt de moteurs ou de génératrices, les mises sous tension répétitives de transformateurs de puissance, etc.

Lorsque les installations du producteur sont susceptibles de produire de telles perturbations, celui-ci doit faire les études et calculs requis et soumettre au transporteur une copie de ses résultats avant de finaliser la conception de ses installations pour démontrer qu'il respectera les limites permises. À cet effet, le transporteur fournira, suite à l’étude d’intégration, le niveau de court-circuit minimal, tenant compte des modes d’exploitation usuels, à être utilisé par le producteur pour effectuer ces calculs. Les perturbations transitoires d'une durée inférieure à 2 périodes de 60 Hz ne sont généralement pas considérées dans ces calculs, mais elles peuvent cependant faire l'objet de limites spécifiques selon les conditions du réseau.

mai 199912

4.3.2 Perturbations harmoniques

Les harmoniques produites par certains types d'installation peuvent créer des distorsions de tension et de courant et créer de l'interférence aux systèmes de communication. Les alternateurs synchrones du producteur doivent satisfaire aux exigences en la matière telles que stipulées dans les normes ANSI - série C50 et CEI – série 34, ou toute révision de celles-ci. Les génératrices asynchrones doivent avoir des performances semblables. Ces performances doivent être vérifiées par des essais et incluses dans les rapports d’essais prévus à la section 11.

Lorsque les équipements de la centrale (hormis les alternateurs et les génératrices conformes aux normes précédentes) sont susceptibles de produire des harmoniques, le producteur doit, au stade de la conception de ses installations, calculer les niveaux de perturbations harmoniques produits par ses installations sur le réseau de transport, selon la méthode définie par le transporteur. Le producteur doit soumettre au transporteur une copie de ses résultats avant de finaliser la conception de ses installations pour démontrer qu’il respectera les limites permises.

Pour faire ses calculs, le producteur a besoin des données concernant le lieu d'impédance harmonique du réseau de transport d'Hydro-Québec. Ces données seront fournies par le transporteur à la suite de l’étude d’avant-projet.

4.3.3 Exigences additionnelles en matière de qualité de l'onde électrique

Afin de préserver en tout temps une qualité de service adéquate pour ses clients, le transporteur pourra spécifier des exigences additionnelles en matière de qualité de l'onde électrique selon les conditions et les caractéristiques du réseau auxquelles les installations sont raccordées. Sans limiter la portée générale de ce qui précède, de telles exigences peuvent être requises notamment lorsque les installations sont raccordées à un endroit où le niveau de court-circuit du réseau de transport d'Hydro-Québec est faible comparativement à la puissance des installations du producteur, ou encore si les installations du producteur risquent de perturber indûment le réseau de transport d'Hydro-Québec. Ces exigences additionnelles pourront être spécifiées lorsque le transporteur connaîtra les caractéristiques détaillées des installations du producteur.

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4.4 Synchronisation

Afin de limiter les perturbations sur le réseau de transport lors des manoeuvres de synchronisation de ses groupes, le producteur doit doter ses installations d'un système de synchronisation en fréquence pour les alternateurs synchrones ou d'un système de vérification de vitesse pour les génératrices asynchrones.

Le transporteur peut exiger que la manoeuvre de synchronisation des groupes du producteur au réseau de transport ait lieu du côté réseau de transport des transformateurs de puissance. L’étude d’intégration permettra de déterminer ce point.

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5. EXIGENCES RELATIVES À L'APPAREILLAGE5.1 Régime du neutre

Le régime du neutre définit le mode de connexion électrique du point neutre d’un équipement ou d’une installation par rapport à la terre.

5.1.1 Régime du neutre du réseau de transport

Les installations du réseau de transport d'Hydro-Québec sont dans la plupart des cas à neutre effectivement mis à la terre, c'est-à-dire qu'elles satisfont aux critères suivants :

X0/X1 ¡Ü 3 et R0/X1 < 1Où :X1 = Réactance de composante directe ;X0 = Réactance de composante homopolaire ;R0 = Résistance de composante homopolaire.

Il existe cependant des parties du réseau de transport, à 69 kV et moins, dont le neutre n'est pas effectivement à la terre. L'impédance de composante homopolaire est alors plus élevée que celle satisfaisant aux critères précédents.

Les caractéristiques du régime du neutre du réseau de transport peuvent influencer les niveaux de courts-circuits à la terre et le pouvoir de coupure des disjoncteurs, les surtensions et les niveaux d’isolement de l'appareillage, les caractéristiques des parafoudres, le type de connexion des enroulements des transformateurs, les caractéristiques et réglages de la protection, etc. Par conséquent, les installations du producteur doivent être conçues de façon adéquate et compatible avec les caractéristiques du régime du neutre du réseau de transport d'Hydro-Québec (effectivement mis à la terre ou non) en condition normale et en condition de défaut.

Les exigences suivantes visent à limiter les surtensions temporaires possibles lorsque les disjoncteurs du réseau de transport d'Hydro-Québec ouvrent en premier pour éliminer un défaut à la terre sur la partie du réseau à laquelle les installations du producteur sont raccordées.

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5.1.2 Exigences pour le poste de raccordement lorsque le réseau est effectivement mis à la terre

Lorsque le régime du neutre du réseau de transport d'Hydro-Québec est effectivement mis à la terre, le poste de raccordement doit avoir un régime du neutre effectivement mis à la terre vu du côté haute tension du poste de raccordement.

Pour réaliser cette exigence, le(s) transformateur(s) de puissance servant au raccordement de la centrale doit (doivent) avoir le neutre des enroulements relié à la terre et les valeurs des impédances de ce(s) transformateur(s) doivent satisfaire aux critères définis au début de la section 5.1.1.

Dans le cas où la production est intégrée au réseau de transport via des installations existantes (ex : clients industriels, postes de distribution, etc.), les exigences précédentes à l’égard du régime du neutre s’appliquent aussi. Les moyens suivants peuvent alors être considérés :

l’ajout de transformateur(s) de MALT du côté haute tension du poste de raccordement (poste de client industriel ou poste de distribution) ;

la modification du type de connexion des enroulements des transformateurs existants dans le poste de raccordement ;

l’effet sur le régime du neutre local des autres transformateurs raccordés à la même ligne de transport.

Selon les conditions du réseau de transport près du point de raccordement, l’addition d’une inductance entre le neutre du(des) transformateur(s) et la terre peut être requise pour limiter la contribution de la centrale au courant de composante homopolaire pour des défauts sur le réseau de transport d'Hydro-Québec. Lorsqu'une telle inductance de neutre est requise, sa valeur sera déterminée par le transporteur lors de l’étude d’avant- projet en tenant compte des critères définis à la section 5.1.1.

5.1.3 Exigences pour le poste de raccordement lorsque le réseau n’est pas effectivement mis à la terre

Lorsqu'une centrale est raccordée à une partie du réseau de transport d'Hydro-Québec dont le neutre n'est pas effectivement mis à la terre, le transporteur exige que les installations servant au raccordement de la centrale soient conçues en conséquence et

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qu’elles ne contribuent pas à plus de 100 A au courant de défaut monophasé sur cette partie du réseau de transport.

5.2 Caractéristiques électriques générales de l'appareillage

Chaque centrale appelée à être raccordée au réseau de transport d'Hydro-Québec requiert des études d'ingénierie de la part du producteur, notamment des études de courts-circuits et de coordination de l'isolement, selon les normes et règles de l'art en la matière.

Les caractéristiques électriques de l’appareillage constituant les installations du producteur doivent être compatibles avec celles du réseau de transport où sont raccordées ses installations notamment en matière de coordination de l’isolement. Le producteur doit, lors de la conception de ses installations, vérifier auprès du transporteur les caractéristiques électriques applicables à la partie du réseau de transport où ses installations sont raccordées.

Les disjoncteurs doivent avoir des caractéristiques de tenue de l’isolation et de pouvoir de coupure suffisantes (Tension Transitoire de Rétablissement (TTR), Tension de Rétablissement (TR), courant de défaut, etc.) pour interrompre tout défaut de toute nature situé dans les installations du producteur ou sur toute partie du réseau de transport d'Hydro-Québec auquel les installations du producteur sont raccordées. La tenue de l’isolation et la coupure de défauts en opposition de phases doivent faire l'objet d'une attention particulière pour s'assurer que les disjoncteurs ont le pouvoir de coupure requis.

Si un producteur installe des équipements dont le pouvoir de coupure ou la tenue en court-circuit est inférieur aux niveaux de courts-circuits ultimes indiqués dans les caractéristiques fournies par le transporteur, il devra remplacer ces équipements à ses frais dans le cas où l'évolution du réseau de transport entraînerait leur dépassement.

5.3 Position relative de l’appareillage servant au raccordement

Les figures suivantes montrent à titre indicatif, pour les deux types de raccordement les plus fréquents, la position relative par rapport au point de raccordement de certains

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appareils dont il est fait mention dans ce document. La figure 1 présente le cas où le point de raccordement est à la haute tension du poste de raccordement alors que la figure 2 montre le cas où le point de raccordement est à la basse tension du poste de raccordement.

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Figure 1 : Position relative de certains appareils par rapport à un point de raccordement situé à haute tension du poste de raccordement

Figure 2 : Position relative de certains appareils par rapport à un point de raccordement situé à la basse tension du poste de raccordement

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5.4 Sectionneur(s) de raccordement

Pour assurer la sécurité de son personnel lors d'intervention sur le réseau, le transporteur exige que les installations du producteur soient munies d'un sectionneur à chaque point de raccordement. Ce sectionneur, utilisé pour isoler l'installation du producteur du réseau d'Hydro-Québec, doit pouvoir se cadenasser en position ouverte et fournir un point de coupure visible et accessible par le transporteur. Dans certains cas particuliers, par exemple lorsque le raccordement de la centrale se fait par une ligne dédiée uniquement à l’intégration d’une centrale, l’emplacement du sectionneur de raccordement pourra faire l’objet d’une entente particulière entre le transporteur et le producteur.

5.5 Parafoudres du côté haute tension du poste de raccordement

Les parafoudres doivent être dimensionnés en fonction des contraintes de surtension sur le réseau de transport et dans les installations où ils sont raccordés.

Si le poste de raccordement comporte des parafoudres haute tension, ceux-ci doivent être de type oxyde de zinc sans éclateur et ne doivent pas être situés du côté ligne afin que l’on puisse les isoler du réseau de transport.

5.6 Disjoncteur(s) de raccordement

Lorsque le point de raccordement est à la haute tension du poste de raccordement, le disjoncteur de raccordement doit être situé le plus près possible du sectionneur de raccordement, entre celui-ci et les autres équipements du producteur, à l’exception des parafoudres (section 5.5) ainsi que des transformateurs de tension et de courant (section 6.5.4) qui doivent être installés entre le sectionneur et le disjoncteur de raccordement. Lorsque le point de raccordement est à la basse tension du poste de raccordement, le disjoncteur de raccordement peut être du côté haute tension ou basse tension du transformateur de puissance servant au raccordement de la centrale. Lorsque plusieurs transformateurs de puissance sont utilisés pour intégrer la centrale au réseau de transport, on peut utiliser plus d’un disjoncteur pour jouer le rôle de disjoncteur de raccordement.

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5.7 Alternateurs et génératrices

Tous les alternateurs doivent être de type triphasé. Les installations du producteur, notamment ses alternateurs et ses génératrices, doivent être conçues pour supporter et demeurer en service en présence de déséquilibre de tension pouvant atteindre 2 % (composante inverse,V2/V1) en régime permanent sur le réseau de transport d'Hydro-Québec. Des déséquilibres plus importants peuvent apparaître pendant des durées limitées (ex. : 50 % de déséquilibre de tension lors de défauts).

Pour assurer le maintien de la stabilité du réseau de transport, des exigences additionnelles concernant les valeurs de certaines impédances des alternateurs (par exemple : le rapport X”q / X”d minimal, ou la valeur de X’d maximale) pourront être spécifiées suite à l’étude d’intégration. L’aspect harmonique est traité à la section 4.3.2.

5.8 Facteur de puissance de conception des alternateurs synchrones

Les alternateurs synchrones de la centrale du producteur doivent avoir un facteur de puissance nominal surexcité égal ou inférieur à 0,9 et sous-excité égal ou inférieur à 0,95 conformément aux recommandations du NERC.

Cependant, si compte tenu de la particularité du réseau de transport d’Hydro-Québec, l’étude d’intégration montre que la puissance réactive des alternateurs ne peut être transitée de façon avantageuse sur le réseau de transport, le transporteur pourrait accepter un facteur de puissance surexcité supérieur à 0,9 sans toutefois dépasser 0,95.

5.9 Facteur de puissance des génératrices asynchrones

Pour les centrales dotées de génératrices asynchrones (à induction), le nombre et la puissance des batteries de condensateurs servant à corriger le facteur de puissance doivent être établis de façon à éviter les problèmes d’autoexcitation compte tenu des différents modes d’exploitation des installations du producteur.

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Dans le cas où la centrale est raccordée directement au réseau de transport, il se peut que pour éviter les phénomènes d'autoexcitation, le producteur ne puisse installer dans ses installations suffisamment de condensateurs pour respecter le facteur de puissance unitaire au point de raccordement. Le producteur devra alors combler à ses frais ce déficit de puissance réactive pour couvrir l'addition d'équipements de compensation réactive à des endroits plus propices sur le réseau de transport d'Hydro-Québec.

5.10 Constante d’inertie des groupes

Afin de préserver la stabilité et l’intégrité du réseau de transport lors de perturbations, la constante d’inertie des groupes d’une centrale raccordée au réseau de transport d’Hydro-Québec doit être compatible avec les constantes d’inertie des centrales existantes dans la région où la centrale est raccordée. À cette fin, l’étude d’intégration précisera la constante d’inertie minimale requise pour les groupes de la centrale du producteur.

5.11 Services auxiliaires

Les services auxiliaires nécessaires au fonctionnement de la centrale doivent rester fonctionnels et ne pas, directement ou indirectement, causer de déclenchement de groupe pendant les conditions de variations de tension et de fréquence décrites à la section 6.1.

Cette exigence est également requise pour les services auxiliaires de toute centrale raccordée au réseau de transport d’Hydro-Québec via des installations du réseau de distribution.

5.12 Transformateurs de puissance

5.12.1 Prises

Les transformateurs de puissance de la centrale devraient généralement être munis de prises permettant de modifier le rapport de transformation en fonction des conditions de tension du réseau de transport pour ne pas entraver l’exploitation actuelle ou

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future du réseau de transport d'Hydro-Québec et respecter les exigences définies à la section 4.1.

5.12.2 Connexions des enroulements des transformateurs de puissance

Les connexions des enroulements des transformateurs de puissance de la centrale doivent rencontrer les exigences stipulées en 5.1.2 et 5.1.3.

5.13 Conversion possible de tension de certaines sections du réseau de transport

Afin de corriger des problèmes de désuétude d'équipements existants ou pour satisfaire aux besoins de la charge, le transporteur peut être amené à convertir certaines parties de son réseau de transport à une tension nominale différente de celle utilisée lors du raccordement de la centrale.

L'étude d’intégration stipulera si une conversion de tension est déjà prévue. Les installations du producteur doivent alors être conçues pour fonctionner adéquatement aux différents niveaux de tension spécifiés.

5.14 Ligne de transport

Afin de préserver la fiabilité et la sécurité du réseau de transport, lorsque les installations du producteur comprennent une ligne de transport servant à l’intégration de la centrale, celle-ci doit avoir des performances électriques et mécaniques semblables à celles qu’aurait une ligne qui serait construite par le transporteur pour un projet comparable. À cette fin, le producteur devra concevoir et construire sa ligne en conformité avec les spécifications techniques applicables.selon le type du lie :

Ligne aérienne : Spécifications techniques normalisées SN-40.1 (Critères de conception des lignes de transport et répartition d’Hydro-Québec) d’août 1993, ou SN-46.1 (Guide d’utilisation, portique en bois pour lignes monoternes à 120 kV et 161 kV) de novembre 1991 ou toute version révisée de celles-ci. Les lignes de 44 kV à 69 kV

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avec structure en bois feront l’objet d’exigences particulières qui s’ajouteront à celles indiquées dans les normes CEI 826 (Charges et résistances des lignes aériennes) et CAN/CSA-C22.3 No.1- M87(R1997) (Réseaux aériens) ou toute version révisée de celles-ci.

Ligne souterraine : Spécification technique normalisée SN-49.1, (Exigences générales pour les câbles isolés au XLPE et leurs accessoires de tensions nominales de 120 kV, 230 kV et 315 kV) ou toute version révisée ce celle-ci.

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6. EXIGENCES RELATIVES AUX SYSTÈMES DE PROTECTION

6.1 Exigences générales

Tout producteur voulant raccorder une centrale au réseau de transport d'Hydro-Québec a la responsabilité de protéger ses installations en suivant les pratiques usuelles des services publics et les exigences du transporteur. Chaque producteur doit s'assurer que ses systèmes de protection soient suffisants en nombre et qu'ils réalisent les fonctions adéquates pour protéger ses installations contre tout défaut et toute condition anormale d'opération.

Le producteur doit fournir et installer dans ses installations les systèmes de protection requis par le transporteur pour protéger le réseau de transport d'Hydro-Québec contre les effets nuisibles causés par des défauts à l'intérieur de ses installations de production. Le producteur doit aussi fournir et installer les systèmes de protection requis pour protéger ses installations contre les défauts dans le réseau de transport d'Hydro-Québec, auxquels les installations de production contribuent en courant ou en tension. Ces systèmes de protection doivent limiter l'impact de tout type de défauts sur le réseau de transport d'Hydro-Québec.

L'interaction entre les installations du producteur et le réseau de transport d'Hydro-Québec peut produire divers phénomènes sur le réseau de transport, notamment des surtensions. Ces surtensions peuvent par exemple se produire lors de manoeuvres ou de défauts, ou bien à cause de phénomènes d'auto-excitation d'alternateurs, de résonance harmonique ou sous-synchrone, de ferrorésonance, de déséquilibres (courant, tension), etc. Le producteur a la responsabilité de concevoir et protéger adéquatement ses installations contre ces surtensions et phénomènes susceptibles d'être produits ou transmis par le réseau de transport à ses installations de production et y créer des contraintes particulières. De plus, le transporteur pourra spécifier au producteur des exigences pour protéger adéquatement le réseau de transport et les installations de tiers contre ces phénomènes.

Les protections, servant à protéger les installations du producteur, doivent être suffisamment sélectives pour éviter des déclenchements indésirables lors d'événements occasionnant des perturbations transitoires affectant la tension, la puissance ou la fréquence sur le réseau de transport. Ainsi,lors d’oscillations de puissance, aucune protection ne doit occasionner directement ou indirectement de déclenchement de groupe pour les variations de tension ou de fréquence suivantes :

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Variations de tension inférieures à ±25 % de la tension nominale pendant une durée d'au moins deux secondes. Pour une chute de tension supérieure à 25 %, les protections de tension ne devront pas déclencher de groupe avant 600 millisecondes, afin d’être coordonnées avec les protections contre les défauts et ainsi éviter des déclenchements inutiles de groupe ;

Variations de fréquence telles que représentées par la zone (ombragée et hachurée) de déclenchement prohibé montrée à la figure 3. Cependant, une zone plus large de déclenchement prohibé pourra être imposée pour satisfaire les besoins particuliers identifiés lors de l'étude d’intégration.

L’exigence concernant l’insensibilité des protections pour les variations de tension et de fréquence indiquées précédemment est également requise pour toute centrale raccordée au réseau de transport d’Hydro-Québec via des installations du réseau de distribution.

Des réglages plus sensibles de la protection en sous-fréquence peuvent être utilisés par le producteur à condition qu’il démontre au transporteur qu’il a conclu, avec des clients, des arrangements de délestage de charge pour compenser la perte de production de sa centrale lorsque celle-ci est déclenchée par la protection de sous-fréquence.

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Figure 3 : Zone d'insensibilité à la fréquence

À moins d’une entente particulière avec le transporteur suite à l’étude d’intégration, tout réenclenchement automatique des installations du producteur est prohibé, et ce aussi bien pour les défauts se produisant dans ses installations que sur le réseau de transport d'Hydro-Québec. De plus, les relais auxiliaires de déclenchement doivent être électriquement verrouillés.

Si l’étude d’intégration montre que les installations du producteur font partie du réseau de transport "bulk", le producteur devra alors fournir et installer deux systèmes de protection primaires complètement indépendants tel qu’indiqué dans le document A-5 "Bulk Power System Protection Criteria" du NPCC ou toute révision de ce document.

Les exigences formulées ici sont des règles générales nécessaires à l'intégration des installations de chaque producteur mais d’autres exigences spécifiques découlant de l’étude d’intégration ou de l’étude d’avant-projet peuvent s’ajouter à celles-ci.

6.2 Exigences de protection relatives à la mise à la terre (régime du neutre)

Les exigences concernant le régime du neutre telles que définies à section 5.1 et aux sous-sections suivantes visent aussi à ce que les systèmes de protection soient capables de détecter et d'éliminer rapidement la contribution de la centrale à tout type de défaut sur le réseau de transport d'Hydro-Québec (dans la zone devant être circonscrite par ses systèmes de protection).

Dans le cas où une centrale est raccordée via les transformateurs d'un client industriel ou d’un poste de distribution, le transporteur pourra exiger, en plus d'une mise à la terre effective du neutre, des systèmes de protection supplémentaires pouvant inclure entre autres des systèmes de télédéclenchement et/ou des téléprotections.

Dans le cas où une centrale est raccordée à une partie du réseau dont le neutre n'est pas effectivement mis à la terre, le transporteur exige systématiquement des systèmes de protection appropriés à cette situation (tels que des protections de surtension et des systèmes de télédéclenchement).

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6.3 Disjoncteurs

Des disjoncteurs sont requis afin d’éliminer la contribution des installations du producteur lors d’un défaut se produisant sur le réseau de transport ou dans les installations du producteur. Ces disjoncteurs doivent être déclenchés par des relais de protection. Les disjoncteurs à 230 kV et plus doivent être équipés de deux jeux de bobines d’ouverture avec noyaux indépendants, chacun étant prévu pour les deux circuits d’ouverture automatique par protection. Les disjoncteurs installés doivent être conformes aux caractéristiques électriques présentées à la section 5.2.

6.4 Fonctions minimales de protection exigées pour les besoins du réseau de transport d’Hydro-Québec

Les fonctions minimales de protection qui doivent être installées pour les besoins du réseau de transport d’Hydro-Québec sont identifiées ci-après. Ces systèmes de protection doivent assurer, pour la zone qu’ils doivent circonscrire, la détection de tout type de défaut et de perturbation pouvant affecter le réseau de transport d'Hydro-Québec, qu’ils se produisent dans les installations du producteur ou sur le réseau de transport d’Hydro-Québec. Lorsque les systèmes de protection sont sollicités pendant de telles situations, ils doivent permettre d’isoler, du réseau de transport, la zone en défaut.

6.4.1 Protections contre les défauts dans les installations du producteur

Les systèmes de protection installés par le producteur pour détecter les défauts dans ses installations doivent être compatibles et coordonnés avec les systèmes de protection utilisés par le transporteur afin de pouvoir, lorsqu’ils sont sollicités, éliminer de façon rapide, fiable, sélective et sécuritaire tout type de défaut affectant les installations du producteur. À cette fin, certaines exigences particulières pourront être spécifiées par le transporteur, suite à l’étude d’intégration. Ces systèmes de protection doivent être approuvés par le transporteur.

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6.4.2 Protections contre les défauts sur le réseau de transport d'Hydro-Québec

Les systèmes de protection utilisés contre les défauts sur le réseau de transport d'Hydro-Québec peuvent varier selon la localisation, la taille et les caractéristiques de la centrale et des alternateurs et les caractéristiques du réseau de transport auquel les installations du producteur sont raccordées. Ces protections doivent, lorsqu’elles sont sollicitées, éliminer de façon rapide, fiable, sélective et sécuritaire la contribution au défaut provenant des installations du producteur.

Deux protections primaires ayant chacune un relais de déclenchement sont requises. Un niveau d’indépendance plus élevé pour les deux protections primaires pourra être exigé pour satisfaire les besoins du réseau de transport local où sont raccordées les installations du producteur.

Pour les cas où la contribution des machines au défaut sur le réseau de transport ne serait pas suffisante pour permettre l’utilisation de deux protections primaires, par exemple pour des génératrices asynchrones, les solutions de protection applicables seront traitées dans le rapport technique contenant les exigences d’automatismes et protections propres à chaque projet.

Les protections dites primaires sont composées de relais dont les fonctions et réglages ont les particularités suivantes :

La protection couvre tous les types de défaut(3ø, ø - T, ø – ø - T et ø - T avec une impédance de défaut Rf = 10 ohms et Z0 = 3 Rf = 30 ohms).

Le fonctionnement n'est retardé par aucun délai intentionnel. L’action est donc prise le plus rapidement possible et doit rencontrer les besoins du réseau de transport.

La protection est sélective. La zone couverte par la protection primaire doit être coordonnée avec les protections des zones adjacentes.

Ces protections doivent, dans la mesure du possible, être de conception différente ou de fabricant différent. Ces systèmes de protection peuvent nécessiter des liens de télécommunication.

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6.4.3 Protections de tension, de fréquence et télédéclenchement

Les protections de tension et fréquence se voient allouer plusieurs rôles. Ces protections sont requises et exigées pour limiter la durée de l’exploitation de la centrale dans des conditions de fréquence et de tension considérées inacceptables; ces conditions peuvent être liées à un îlotage indésirable ou à des conditions anormales de fréquence et de tension pour d’autres raisons (défaut non éliminé normalement, ouverture inopinée de ligne, instabilité de réseau etc.). Ces protections sont requises tant pour la protection des installations du producteur que pour la protection du réseau de transport d’Hydro-Québec. De plus, ces protections constituent une protection supplémentaire aux protections primaires installées pour les besoins du réseau de transport d’Hydro-Québec. Dans certains cas, un télédéclenchement pourra être ajouté et venir compléter ces protections.

6.4.3.1 Protection de tension

La protection de tension comprend une fonction de sous-tension et une fonction de surtension. Cette protection doit être suffisamment sélective pour éviter des déclenchements indésirables lors d’événements sur le réseau principal occasionnant des perturbations transitoires (section 6.1). La protection de tension doit pouvoir coordonner avec les autres protections en place et initier le déclenchement de la centrale pour éviter son exploitation dans des conditions de tension inacceptables.

6.4.3.2 Protection de fréquence

La protection de fréquence comprend une fonction de sous-fréquence et une fonction de surfréquence. La protection de fréquence doit pouvoir coordonner avec les autres protections en place et initier le déclenchement de la centrale pour éviter son exploitation dans des conditions de fréquence inacceptables. Cette protection doit être réglée à des valeurs de seuils et temporisations suffisamment sélectives pour ne pas opérer lors d’événements transitoires survenant sur le réseau principal. En aucun cas, les réglages de ces protections ne doivent interférer avec les moyens mis en place par le transporteur pour rétablir la fréquence du réseau qui peut varier après un événement perturbateur.

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Les réglages indiqués au tableau 1 qui suit sont compatibles avec la zone d’insensibilité des installations à la fréquence telle que présentée à la figure 3 de la section 6.1 et permettent de satisfaire les besoins du réseau principal.

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Tableau 1 : Réglages des protections de fréquence permettant de rencontrer les exigences du réseau de transport

Seuils (hertz) Temporisations minimales permises

60,6 11 minutes61,5 1,5 minute(2 secondes pour les centrales

thermiques)63,0 5 secondes63,5

(61,7 pour les centrales thermiques) instantané59,4 11 minutes

58,5 1,5 minute

57,5 10 secondes

57,0 2 secondes

56,5 0,35 secondes

55,5 instantané

Tous ces seuils ne sont pas exigés, en autant que les zones de déclenchement prohibé définies au graphique de la section "Exigences générales" soient respectées.

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6.4.3.3 Télédéclenchement

Le télédéclenchement de la centrale est requis dans les cas suivants :

Temps de réenclenchement courtLorsque pour les besoins du réseau de transport d’Hydro-Québec, le temps de réenclenchement de la ligne ou des lignes au(x) postes(s) source(s) doit être réglé à une valeur inférieure à deux secondes.

Présence de régulateur de vitesse et risque d’îlotage indésirableLorsque les alternateurs sont munis d’un régulateur de vitesse qui demeure fonctionnel après la synchronisation des groupes au réseau de transport d’Hydro-Québec et que la charge minimale vue par la centrale après îlotage est inférieure ou égale à la puissance de la centrale. Dans ces conditions, le télédéclenchement sera requis s’il s’agit d’un îlot qui n’a pas fait l’objet d’entente particulière avec le transporteur.

Protection supplémentaire contre les défautsLorsque dans les installations d’un producteur, les protections contre les défauts sur le réseau de transport d’Hydro-Québec ne sont pas suffisamment efficaces ou sélectives pour assurer une protection adéquate du réseau de transport Hydro-Québec.

AutoexcitationLorsqu’il y a risque d’autoexcitation, comme par exemple dans le cas où il existe une possibilité d’îlotage d’une centrale avec une charge capacitive telle une batterie de condensateurs, des filtres, une ligne à vide ou un câble.

Lorsqu’une protection de télédéclenchement est exigée par le transporteur, la détection d'une panne du système de télécommunication qui occasionne la perte de transmission du signal de télédéclenchement doit initier le déclenchement de la centrale du producteur à moins que le transporteur évalue que le déclenchement de la production du producteur cause une perturbation inacceptable à son réseau de transport. Dans ce cas, le transporteur exigera l’installation par le producteur d’une deuxième liaison de télécommunication empruntant un parcours différent.

6.4.4 Protections de défaillance de disjoncteur

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Le transporteur exige une protection de défaillance qui permet de déclencher les disjoncteurs des zones adjacentes lors du refus du déclenchement d'un disjoncteur.

Pour les défauts dans les installations du producteur, lorsque la rapidité de déclenchement est nécessaire pour les besoins du réseau de transport d'Hydro-Québec, une protection à distance de défaillance de disjoncteur avec télédéclenchement par un lien dédié est utilisée pour télédéclencher les disjoncteurs aux postes sources (postes contribuant au défaut) d'Hydro-Québec.

6.5 Exigences minimales pour les équipements associés aux protections installées pour les besoins du réseau de transport d’Hydro-Québec

6.5.1 Relais de protection et de déclenchement

Les relais de protection et de déclenchement utilisés pour réaliser les systèmes de protection requis pour assurer la protection du réseau de transport d'Hydro-Québec doivent être des relais homologués par le transporteur. À cet effet, la liste de relais acceptés par le transporteur sera fournie sur demande au producteur.

Il est recommandé que les relais de protection d’un même élément soient regroupés dans le même panneau.

6.5.2 Réglages des systèmes de protection

Les réglages des systèmes de protection installés par le producteur sont définis par ce dernier et doivent être soumis au transporteur pour acceptation. Le producteur ne peut modifier ses réglages sans l'autorisation écrite du transporteur. La calibration initiale et la vérification périodique des dispositifs de protection installés par le producteur sont effectuées par ce dernier selon les exigences émises par le transporteur.

Le transporteur peut aller vérifier la conformité de ces derniers en tout temps raisonnable et sans préavis.

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6.5.3 Alimentation des systèmes de protection

Les systèmes de protection pour les besoins du réseau de transport doivent demeurer fonctionnels lors d'une panne d'alimentation des services auxiliaires. À cette fin, l'alimentation des systèmes de protection doit s'effectuer à partir de batteries d'accumulateurs ayant une autonomie minimale de deux heures avec deux chargeurs par batterie ou à partir de batteries d’accumulateurs ayant une autonomie minimale d'une durée de huit heures avec un chargeur par batterie.

6.5.4 Transformateurs de tension et de courant

Le transporteur exige, pour chacune des trois phases, des transformateurs de courant et de tension pour alimenter les systèmes de protection installés pour les besoins du réseau de transport d’Hydro-Québec. Ces transformateurs de courant et tension doivent être munis d'enroulements secondaires séparés permettant d'alimenter séparément les deux systèmes de protection primaires (voir section 6.4.2). Ils doivent être conformes aux normes CAN3-C13 (Transformateurs de mesures), CAN3-C13.1 (Transformateurs condensateurs de tension) et ANSI/IEEE C57.13 (Instrument Transformers Requirements). Ces transformateurs doivent être situés du côté haute tension du poste de raccordement (voir figure 1 et figure 2).

6.6 Systèmes de télécommunications pour les fonctions de téléprotection

Le producteur et Hydro-Québec installent et entretiennent les équipements requis pour émettre et recevoir les signaux de téléprotection dans leurs propres installations. Ces équipements sont généralement des émetteurs/récepteurs de tonalités ou de signaux numériques.

Ces signaux peuvent être transmis par des liaisons privées1 de télécommunications ou par des circuits loués d’autres compagnies. Le choix du moyen à mettre en place entre les installations du producteur et celles d’Hydro-Québec est fait conjointement par le producteur et Hydro-Québec après considération d’un ensemble de facteurs tels que les caractéristiques des signaux à transporter, la disponibilité de moyens de

1 Liaisons privées : liaisons appartenant à Hydro-Québec, au producteur ou aux deux.

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télécommunications dans le milieu considéré, les coûts des solutions, le volume des besoins de téléprotection et d’exploitation à satisfaire et leur importance pour la fiabilité et la continuité de service du réseau électrique.

Les modalités d’implantation et d’entretien des liaisons privées doivent être convenues entre le producteur et Hydro-Québec sauf pour les situations suivantes :

Lorsqu'une liaison à fibres optiques intégrées au câble de garde des lignes de transport appartenant à Hydro-Québec est utilisée, Hydro-Québec fait l'installation et la maintenance de la liaison.

Lorsque les installations du producteur sont incluses dans une zone de protection à trois points et plus, ou dans une zone incluant une tierce partie, Hydro-Québec fait l'installation et la maintenance de la liaison quel que soit le type de liaison utilisé.

Les circuits de télécommunications requis pour les fonctions de téléprotection doivent être conformes à la version la plus récente de la norme 04-01-002 (Caractéristiques des circuits d’Hydro-Québec utilisés par les automatismes).

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7. EXIGENCES RELATIVES AUX INFORMATIONS POUR L'EXPLOITATION DU RÉSEAU DE TRANSPORT

Le transporteur requiert en temps réel, directement de chaque site de production et sous une forme compatible avec les équipements du transporteur, des informations en provenance des installations du producteur pour lui permettre d'exploiter efficacement le réseau de transport d’Hydro-Québec. Les informations requises, qui varient selon la puissance de la centrale, sont décrites au tableau 2.

Les circuits de télécommunications requis pour la transmission des informations et pour la téléphonie sont implantés selon les modalités décrites à section 6.6.

Le producteur doit fournir dans ses installations tous les capteurs nécessaires pour transmettre les informations requises au transporteur.

mai 199938

Tableau 2 : Intégration des centrales au réseau de transport d'Hydro-QuébecBesoins d'informations pour le Centre de Téléconduite (CT) et le Centre de Conduite du Réseau (CCR)a b

PUISSANCE 50 MW PUISSANCE 50 MWINFORMATIONS

REQUISES CT CCR CT CCR

Production totalede la centraleMW et Mvar

Mesure

Disjoncteur de groupe ÉtatSi requis pour l’exploitation

du réseau local

État ÉtatSi contrat de réserve ouRejet de production ou

R.F.P.Sectionneur de groupe État

Si requis pour l’exploitationdu réseau local

État ÉtatSi contrat de réserve ouRejet de production ou

R.F.P.MW, Mvar, kV, A

du groupeMesure

Si requis pour l’exploitationdu réseau local

Mesure MesureSi contrat de réserve ouRejet de production ou

R.F.P.Disjoncteur de raccordement

ÉtatSi requis pour l’exploitation

du réseau local

État ÉtatSi raccordé à une lignede juridiction du CCR

MW, Mvar, kV, Aau(x) point(s) deraccordement(s)

MesureSi différent de la production

ou s’il y a impact sur leréseau local

Mesure MesureSi raccordé à une lignede juridiction du CCR

Niveau d’eau(amont et aval)

Si contrat de réserve ouRejet de production ou

R.F.P.Rejet de production,

R.F.P.Autres automatismes

de réseau

Lorsque asservi,transmission de :

Signalisations, mesures et commandes.

À préciser le cas échéant

Lorsque asservi,transmission de:

Signalisations, mesureset commandes.

À préciser le cas échéantUnité d’acquisition(station terminal)

État État État

Lien téléphonique(voix)

DirectS’il y a impact sur le réseaulocal. Sinon, lien commuté

Direct

Disjoncteur ousectionneur servant depoint d’alimentation

des services auxiliaires

État

a. Les besoins pour la télécommande de la centrale ne sont pas inclus, ni ceux requis pour la gestion de la production.

b. Les informations pour le CCR doivent provenir directement dela centrale et non du CT.

Exigences techniques relatives à l'intégration des centrales au réseau de transport d'Hydro-QuébecDécembre 2002

32

8. MODIFICATIONS OU RÉFECTION DES INSTALLATIONS DU PRODUCTEUR

Le producteur doit obtenir l'autorisation écrite du transporteur avant d'apporter des modifications ou d’effectuer une réfection de ses installations. À cet effet, il doit transmettre une demande écrite au transporteur et fournir avec celle-ci les plans complets et à jour de son installation existante ainsi que les modifications envisagées.

9. DROIT DE VÉRIFICATION PAR LE TRANSPORTEUR

Le transporteur se réserve le droit d’aller vérifier le bon fonctionnement des systèmes et équipements installés par le producteur pour répondre aux exigences du transporteur, notamment les différents réglages des systèmes de protection, des régulateurs de vitesse, des régulateurs de tension et des circuits stabilisateurs installés sur les installations du producteur, les systèmes de transmission de données.

10. OBLIGATION DE VÉRIFICATION PAR LE PRODUCTEUR

Le producteur devra prévoir au moment de la conception de ses installations qu’il aura à tester régulièrement ses équipements de production, conformément aux procédures édictées par le NPCC pour se conformer aux exigences du NERC dans le document "NERC PLANNING STANDARDS", afin de s’assurer que les données soumises au transporteur pour la modélisation des régimes établi et dynamique lors des études de planification et d’exploitation sont cohérentes avec les caractéristiques physiques réelles des équipements. Ces vérifications touchent entre autres les systèmes d’excitation, les circuits stabilisateurs, les régulateurs de vitesse ainsi que la capacité brute et nette (gross and net dependable capability) des équipements de production (MW et Mvar).


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11. RAPPORTS D'ESSAIS DES INSTALLATIONS DU PRODUCTEUR

Le producteur devra remettre au transporteur, avant la mise en service de sa centrale, les rapports d’essais et de vérification requis par le transporteur afin de démontrer que ses installations rencontrent les exigences émises dans ce document. Le producteur devra notamment fournir au transporteur les valeurs mesurées, suite à des essais, des caractéristiques électriques de ses équipements indiquées à l’annexe B ainsi que les essais prévus à l’annexe D.

12. ENREGISTREURS D'ÉVÉNEMENTSL’enregistrement d’informations lors de défaut ou de perturbation sur le réseau de transport ou dans les installations qui y sont raccordées est essentiel d’une part, pour déterminer la performance du réseau et des installations qui sont raccordées et d’autre part, pour analyser la nature et les causes de tels défauts ou perturbations. Le transporteur pourra exiger, conformément aux exigences du NPCC et du NERC dans ce domaine, que le producteur installe dans ses installations des enregistreurs d’événements, des oscilloperturbographes ou tout autre appareil requis pour l’analyse de ce type d’événements.


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Annexe A

Définitions

améliorations de réseau :Les modifications ou additions aux installations reliées au transport qui s’intègrent au réseau de transport global d’Hydro-Québec et qui améliorent celui-ci à l’avantage général de tous les usagers de ce réseau de transport.

automatisme :Dispositif conçu pour effectuer une ou plusieurs actions sans intervention humaine.

centrale :Site de production d'électricité appartenant à un producteur et pouvant inclure, selon le cas, le poste de raccordement ou une partie de ce dernier. Pour les fins de ce document, la centrale désigne toutes les installations du producteur situées à un site de production donné et inclut également les installations du client industriel servant au raccordement lorsque c’est le cas (voir installation).

déclenchement - réenclenchement :Changement d'état d'un disjoncteur sous l'action d'un automatisme.

disjoncteur de groupe :Disjoncteur localisé le plus près de l'alternateur.

disjoncteur de raccordement :Disjoncteur situé le plus près du sectionneur de raccordement.

étude d’intégration :Une évaluation par le transporteur (i) du caractère adéquat du réseau de transport d’Hydro-Québec pour satisfaire à une demande de raccordement d’une centrale et (ii) de la nécessité d’engager des frais supplémentaires pour permettre l’intégration de

A-1

cette centrale. Cette étude prend la forme d’une étude d’impact sur le réseau lorsqu’elle est réalisée dans le cadre d’une demande de service de transport conformément au "Contrat de service de transport d’Hydro-Québec pour l’accessibilité à son réseau".

étude d’avant-projet :Une étude d’ingénierie menée par le transporteur pour établir les modifications à apporter au réseau de transport d’Hydro-Québec, y compris le coût et la date d’achèvement prévue de ces modifications, qui seront nécessaires pour l’intégration d’une centrale.

groupe :Ensemble turbine-alternateur.

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 manoeuvre.

installation :Ensemble défini d'appareillages et de conducteurs tels que les groupes, les transformateurs, les postes et les lignes, pris isolément ou dans leur ensemble.

installations d’attribution particulière :Les installations, en tout ou en partie, qui sont construites par le transporteur pour le seul usage et profit d’un producteur spécifique.

NERC :Le "North American Electric Reliability Concil" (NERC) est un organisme dont la mission est de promouvoir la fiabilité de l’alimentation électrique en Amérique du Nord. Cet organisme regroupe 10 "Regional Councils" et touche pratiquement toute l’alimentation électrique des États-Unis, du Canada et d’une partie de la "Baja California Norte", au Mexique.

NPCC :

A-2

Le "Northeast Power Coordinating Council" (NPCC) est un regroupement volontaire des principaux producteurs d'électricité du nord-est américain. Cet organisme ("Regional Councils") fait partie du "North American Electric Reliability Council" (NERC) et est composé en 1998 de 31 compagnies d'électricité réparties en cinq régions distinctes : New York, Nouvelle-Angleterre, Québec, Ontario et les provinces maritimes.

A-3

point de raccordement :Aux fins de ce document, c’est le point de démarcation entre le réseau de transport d'Hydro-Québec et les installations électriques d'un producteur. Lorsque la centrale est raccordée directement au réseau de transport d’Hydro-Québec, le point de raccordement se situe généralement à la basse tension ou à la haute tension du poste à la centrale. Lorsque la centrale du producteur est raccordée via les équipements d'un client industriel, le point de raccordement est le point où sont reliés les équipements du client industriel au réseau de transport d'Hydro-Québec.

poste de raccordement :Poste auquel sont intégrées les installations du producteur au réseau de transport (généralement le poste à la centrale).

pratiques usuelles des services publics :Les pratiques, méthodes et actes utilisés ou approuvés par une grande partie des services publics d’électricité pendant la période en cause, ou les pratiques, méthodes et actes qui, dans l’exercice d’un jugement raisonnable à la lumière des faits connus au moment ou la décision a été prise, auraient pu permettre d’atteindre le résultat souhaité à un coût raisonnable en accord avec les pratiques usuelles en matière de commerce, de fiabilité, de sécurité et de rapidité. Les pratiques usuelles des services publics ne visent pas à se limiter exclusivement aux pratiques, méthodes ou actes optimaux, mais visent plutôt les pratiques, méthodes ou actes acceptables qui sont généralement acceptés dans la région.

producteur :Personne ou organisme, incluant Hydro-Québec, produisant de l'électricité.

réfection :Toute modification, autre que l’entretien normal, apportée à une centrale existante qui a pour but ou conséquence d’en modifier les caractéristiques électriques ou mécaniques, notamment; la puissance nominale, la puissance maximale, les contrôles, la protection, les services auxiliaires.

réseau de transport :

A-4

Les installations possédées, contrôlées ou exploitées par le transporteur et servant à transporter l’électricité.

réseau de transport "bulk" :Le réseau électrique interconnecté du nord-est de l’Amérique du Nord comprenant les équipements de production et de transport sur lesquels des défauts ou perturbations peuvent avoir un "effet nuisible significatif" à l’extérieur d’une région locale. Pour Hydro-Québec, l’expression "effet nuisible significatif" signifie :

instabilité du réseau de transport d’Hydro-Québec ;

événement provoquant une réponse dynamique inacceptable ou déclenchement d’équipement: (58,5 Hz > Fréquence du réseau > 61,5 Hz) ;

niveau de tension excédant les limites d’urgence en vigueur ;

niveau de charge sur les équipements de transport excédant les limites d’urgence en vigueur ;

perte de charge provoquant une hausse de la fréquence du réseau > 61,5 Hz ;

perte de production provoquant une baisse de la fréquence du réseau < 58,5 Hz.

Tous les équipements qui composent le réseau de transport "BULK" d’Hydro-Québec sont soumis à des exigences accrues tant au niveau conception, exploitation que maintenance telles que décrites dans le document intérimaire "IB-17 Guideline for Facility Connection Requirements" du NPCC.

réseau non relié :Réseau de production et de transport d'électricité détaché en permanence du réseau de transport principal d'Hydro-Québec.

sectionneur de raccordement :Premier point de coupure visible situé dans les installations du producteur après le point de raccordement.

télédéclenchement :Changement d'état, commandé à distance, d'un disjoncteur sous l'action d'un automatisme.

A-5

transporteur :La Division TransÉnergie d’Hydro-Québec.

A-6

Annexe B

Informations techniques à transmettrepar le producteur au transporteur

pour procéder à l'étude d'intégration

1. Date de mise en service prévue

2. Schéma de localisation des installations du producteur

3. Informations générales sur les installations du producteur

Type de production (hydraulique, thermique, etc.)

Puissance installée et puissance ultime prévue

Nombre de groupes

4. Caractéristiques des équipements du producteur(données en p.u. sur la base en MVA de l'équipement)

Alternateurs synchrones :- type d’alternateur (pôles lisses ou pôles saillants)- amortisseurs (mode d’interconnexion)- puissance et tension nominales- facteur de puissance nominale- réactance synchrone longitudinale non saturée (Xd)- réactance synchrone transversale non saturée (Xqi)- réactance transitoire longitudinale non saturée (X’di) et saturée (X’dv)- réactance transitoire transversale non saturée (X’qi) et saturée (X’qv)- réactance subtransitoire longitudinale non saturée (X"di) et saturée (X"dv)- réactance subtransitoire transversale non saturée (X"qi) et saturée (X"qv)- réactance directe de fuite (Xl)- réactance inverse (X2)- constantes de temps T’do (et la température correspondante en oC), T’qo,

T"do, T"qo- résistance d’armature, par phase (Ra) et la température correspondante en oC- résistance directe du stator (R1) à 60 Hz et la température correspondante en

oC

B-1Exigences techniques relatives à l'intégration des centrales au réseau de transport d'Hydro-Québec

- courbe de saturation des alternateurs permettant de calculer les paramètres et coefficients nécessaires à la modélisation de la saturation (Sgu, Sgl, Eu et El)

- constante d'inertie H (pour chaque groupe)

Régulateur de tension, système d'excitation, et stabilisateur :- modèle détaillé et paramètres associés se référant à un modèle standard

IEEE (IEEE Std 421.5-1992, IEEE Recommended Practice for Excitation System Models for Power System Stability Studies) ;ou un modèle utilisé par le transporteur dans ses études de simulation dynamique.

Turbine et régulateur de vitesse :- modèle détaillé et paramètres associés se référant à un modèle standard

IEEE ("Dynamic Models for Steam and Hydro Turbines in Power System Studies", IEEE Transaction on Power Apparatus and System, Vol. PAS-92, pp. 1904-1915, 1973.) ;("Hydraulic Turbine and Turbine Control models for System Dynamic Studies", IEEE Transactions on Power Systems, Vol. 7, No. 1, February 1992, pp. 167-179) ;("Dynamic Models for Combined Cycle Plants in Power System Studies, IEEE 94 WM 185-9 PWRS, Working Group on Prime Mover and Energy Supply Models for System Dynamic Performance Studies) ;ou un modèle utilisé par le transporteur dans ses études de simulation dynamique.

Transformateurs de puissance (lorsque fournis par le producteur) :- nombre- puissance et tension nominales- impédances de séquence directe et homopolaire- résistance d'enroulement- couplage (connexion des enroulements)- nombre de prises et plage de régulation- courant d’excitation (80 -115 % V nominal)

Transformateur de mise à la terre (lorsque fourni par le producteur) :- impédance homopolaire


Ligne de raccordement (lorsque requise) :- configuration (construction)

- ligne aérienne (bois/acier)- ligne souterraine (câbles enfouis/en canalisation)

- type de conducteur- ligne aérienne (aluminium-acier) nom et grosseur en KCM- ligne souterraine (grosseur de l’âme en KCM ou mm2)

(type en aluminium ou cuivre)- impédances de sécance directe et homopolaire (R, X, B)- capacité thermique

Génératrices asynchrones :- puissance et tension nominales- facteur de puissance à 100 %, 75 % et 50 % de la puissance nominale- réactance de fuite du stator (Xs)- résistance du stator (Rs)- réactance de fuite du rotor (Xr)- résistance du rotor (Rr)- réactance de magnétisation (Xm)- réactance à rotor bloqué (Xrb)- réactance en circuit ouvert (Xo)- constante de temps T’do- constante d'inertie H (pour chaque groupe)- la courbe du torque mécanique en fonction du glissement- le glissement en régime permanent

Disjoncteurs- caractéristiques principales en tension et courant- niveaux d’isolement- pouvoirs de coupure

Parafoudres- type- valeurs nominales- caractéristiques de protection


5. Schéma unifilaire de l'installation envisagée du producteur

Un schéma de principe montrant les transformateurs de puissance, la position de l'appareillage de sectionnement et leur mode d'exploitation (N.O., N.F.), la position des transformateurs de mesure, des parafoudres et du ou des disjoncteurs.

De plus, un schéma de commande et de protection préliminaire est recommandé.

6. Profil annuel de production envisagé par le producteur

Le facteur d’utilisation (F.U.) de la centrale ainsi que les valeurs mensuelles moyennes en énergie (GWh) et en puissance pour une année type.


Annexe C

Contenu des études de protectiondu producteur

Le Producteur doit remettre au transporteur une étude de protection, réalisée par un ingénieur, contenant les informations spécifiées dans la présente annexe. Ainsi, le transporteur sera en mesure de déterminer si les systèmes de protection installés à la centrale satisfont aux besoins de protection de son réseau de transport.

Section 1 : Introduction

Brève description du site, du projet et du réseau de transport d'Hydro-Québec

Particularités du projet (protection supplémentaire, consigne quelconque, etc.)

Développements futurs (puissance additionnelle)

Section 2 : Caractéristiques des installations du producteur

Schéma unifilaire des installations du producteur

Caractéristiques électriques des équipements de production et des systèmes de protection :- Alternateurs- Transformateurs- Disjoncteurs- Impédance du transformateur de MALT ou de l’inductance de neutre- Relais de protection- Transformateurs de mesure pour la protection- Système d'excitation- Ligne de raccordement

Section 3 : Étude des défauts

C-1Exigences techniques relatives à l'intégration des centrales au réseau de transport d'Hydro-Québec

Calcul des défauts (3 ø, ø - T, ø - ø - T et ø - T avec une impédance de faute Rf = 10 ohms et Z0 = 3 Rf = 30 ohms)- À la barre haute tension de la centrale- À la barre basse tension de la centrale


- À la barre du (des) poste(s) d'Hydro-Québec concerné(s)- En aval (côté réseau) du disjoncteur de raccordement (si éloigné de la centrale)

Les calculs de défauts doivent être effectués en considérant :

- la contribution du réseau de transport d'Hydro-Québec et les contributions maximale et minimale de la centrale ;

- la contribution de la centrale seule.

Section 4 : Réglages des relais et courbes de coordination

Tableau présentant les réglages proposés des relais de protection pour la protection du réseau de transport d'Hydro-Québec ainsi que le temps d’opération de ces relais pour les défauts étudiés

Courbes ou temps de coordination des protections

Schémas de commande (ou de logique) et de protection


D-1Exigences techniques relatives à l'intégration des centrales au réseau de transport d'Hydro-Québec

Documents

1 · Web view... la tension de régime permanent du réseau de transport d'Hydro-Québec peut varier de ± 6 % par rapport à la tension nominale pour les réseaux 44 kV et 49 kV