CA REF542 1 - library.e.abb.com · permet la fonction d’enregistrement des défauts et de marquage horodaté des événements avec une ... Les fonctions de protection des moteurs

REF542plusUnité de protection multifonctions etde commande des tableaux ProtectIT

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DESCRIPTION

CONFIGURATION

FONCTIONS

EXEMPLES D’APPLICATIONS

CARACTÉRISTIQUES TECHNIQUES

FABRICATION

RACCORDEMENT

INFORMATIONS

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IndustrialIT

Ce produit a été testé et certifié conforme IndustrialIT, Level 1 - Connectivity.Toutes les informations sur le produit sont fournies dans un format électronique interactif, compatibleavec la technologie ABB Aspect ObjectTM.L’engagement de ABB au respect de la conformité IndustrialIT garantit que chaque unité fabriquée estmunie de tous les instruments nécessaires pour garantir des opérations efficaces d’installation, fonc-tionnement et maintenance au cours de la durée de vie utile du produit.L’unité REF542Plus appartient à la suite ProtectIT.Pour plus d’informations sur IndustrialIT veuillez consulter le site <http://www.abb.com/industrialit>.

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Introduction 4

Unité centrale REF542plus 6

Interface HMI de l’unité REF542plus 7

DESCRIPTION

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DESCRIPTION

IntroductionL’unité REF542plus intègre dans un seul appa-reillage toutes les fonctions secondaires relativesaux tableaux de moyenne tension:• protection;• contrôle;• mesure;• surveillance et autodiagnostic;• communication.Un tableau MT équipé de l’unité REF542plus setransforme en un système complet et efficace dedistribution et de gestion de l’énergie. L’unité peutindifféremment être utilisée dans des réseaux misà la terre, compensés à basse résistance ou nonmis à la terre, ayant une topologie radiale, àanneau ou à alimentations multiples. La vastegamme de fonctions de protection disponiblesrend l’unité adaptée à tout type d’application.L’unité REF542plus permet de réaliser la protec-tion du courant maximum à temps défini ouinverse, la protection directionnelle du courantmaximum mais aussi la protection de distance deslignes aériennes.

(1)Disponible sur demande.Contactez ABB.

Unité REF542plus installée dans un tableau isolé dans l’air.

Les protections de tension minimum et maximum, laprotection du contrôle de synchronisme et de lafréquence complètent la gamme des fonctions deprotection pour les coupleurs, les lignes d’arrivée ettoute autre partie du tableau. Le synchronismetemporel avec une horloge extérieure principalepermet la fonction d’enregistrement des défauts etde marquage horodaté des événements avec uneprécision qui dépasse 1 ms. Quatre protocoles decommunication et un serveur WEB embarquépermettent l’accès direct de l’unité REF542plus àn’importe quelle architecture de système de contrôle.Toutes ces caractéristiques sont intégrées par descapacités exceptionnelles d’automatisation desfonctions. La commutation automatique, le re-démarrage et la réaccélération du moteur, ladéconnexion de la charge et tout autre type deséquence automatique définie par l’utilisateur peutfacilement être réalisée par l’unité REF542plus. Laprésence d’un interface CAN Open (1) permet laconnexion à l’énorme marché des produits austandard CAN, comme par exemple les blocs desortie et les modules ES intelligents. Les possibilitésd’automatisation deviennent pratiquement illimitées.Les figures ci-dessous montrent quelques exemplesd’installation de l’unité REF542plus dans différentstableaux.

Les fonctions de protection desmoteurs incluent le contrôle dudémarrage, du nombre de démarra-ges, du blocage du rotor, le contrôlethermique, sous puissance, puis-sance inverse et charge déséquili-brée. Des versions ATEX sont aussidisponibles, conformément à ladirective 94/9/CEI, pour environne-ments explosifs. Par ailleurs, lestransformateurs de puissance degrandes dimensions peuvent êtredotés de la protection différentielle etde la protection limitée contre ledéfaut de terre. L’unité dispose aussides fonctions de contrôle de laqualité de l’énergie comme lecontrôleur du facteur de puissanceavec protection contre la résonance.Pour les applications très complexes,un système reposant sur l’unitéREF542plus et intégré avec lecontrôleur SUE 3000, garantit unecommutation rapide entre deuxlignes d’arrivée en moins de 30 ms.

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Unité REF542plus installée dans un tableau isolé dans le gaz.

L’unité REF542plus se compose de deux parties,une unité centrale et une interface hommemachine locale séparée (LD HMI), reliée par uncâble série.L’unité centrale renferme l’alimentation, le moduleprincipal, les modules d’entrée et de sortie (E/S)binaire et analogique en plus des modulesoptionnels pour obtenir des fonctions supplémen-taires.L’interface HMI est une unité facile à utiliser pourle contrôle local du tableau. Equipée d’unealimentation autonome elle peut être installée surla porte du compartiment de basse tension ou surun compartiment près de l’unité centrale. L’inter-face HMI est utilisée pour commander localementles organes de manœuvre du tableau, pourconfigurer les paramètres de protection et visuali-ser les évènements et les mesures.La séparation entre l’interface HMI et l’unitécentrale offre de nombreux avantages et une plusgrande flexibilité générale:• version avec unité centrale “pleine” sans

interface HMI;• version avec une seule interface HMI pour de

nombreuses unités centrales;• facilité d’intégration de l’interface HMI dans des

positions pratiques;• facilité d’intégration de l’unité centrale dans le

compartiment de basse tension.

Unité centrale et interfaceHMI de l’unité REF542plus.

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DESCRIPTION

Cette figure illustre l’installation de l’unité centrale et de l’interface HMI dansle compartiment de basse tension du tableau.

Montage de l’unité centraledans le compartiment debasse tension et de l’inter-face HMI sur la porte.

Unité centrale sans plaquedes raccordements et avecles cartes sorties.

Unité centrale de l’unité REF542plusL’unité centrale de l’unité REF542plus s’appuiesur une architecture à multiprocesseur temps réel.Un dispositif de traitement numérique (DSP)exécute les fonctions de protection, tandis qu’unmicrocontrôleur (MC) exécute les fonctions decontrôle. Un autre processeur sur le moduleoptionnel de communication gère la communica-tion avec le système d’automatisation des postes.Cette séparation garantit un degré de fiabilitéélevée. La figure ci-dessous illustre le schéma àblocs de l’unité REF542plus. Le module principalrenferme le dispositif DSP et le microcontrôleur,l’interface CAN Open, l’interface Ethernet pour leserveur WEB embarqué ainsi que le port d’entréeoptique pour le synchronisme temporel. Lemodule de communication optique gère lacommunication avec le système d’automatisationdes postes.

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Les modules binaires d’entrée et desortie interfacent le processusprimaire pour transmettre les com-mandes et acquérir les informationssur l’état. Le module d’entréeanalogique acquiert les signaux decourant et de tension, aussi bien destransformateurs de mesure que descapteurs non inductifs.Le module optionnel de sortieanalogique de 0/4 ... 20 mA et lemodule optionnel d’entrée analogi-que de 4 ... 20 mA permettentl’échange d’informations avec lecircuit à anneau de 4 ... 20 mA ou0 ... 20 mA.

Schéma à blocs de l’unité centraleREF542plus.

Interface HMI de l’unité REF542plusL’interface HMI comprend un afficheur à cristauxliquides (LCD) rétro-éclairé, 8 boutons, nombreu-ses DIODES et un capteur pour clés électroniques.La langue d’affichage est sélectionnable parmicelles disponibles à travers l’outil opérationnel.La moitié gauche de l’écran LCD montre unereprésentation graphique des organes de ma-noeuvre du tableau contrôlés par l’unitéREF542plus, alors que la moitié droite est réser-vée à l’affichage normal version texte, avec lesmesures et les évènements de protection.Le retro-éclairage de l’écran LCD s’éteint automa-tiquement après 20 minutes d’inactivité.L’interface HMI est un système complet de gestionlocale du tableau qui permet à l’opérateur dedéfinir les fonctions de protection, commander lesorganes de manoeuvre, afficher les mesures etles évènements, rétablir les alarmes et modifier lemode opérationnel de l’unité.

L’interface HMI inclut:

“Ready” - Unité prête. Cette DIODE verte s’al-lume quand l’unité est dans l’état opérationnel, ets’éteint quand elle est hors tension ou quandl’unité n’est pas opérationnelle.

1 Communication de réseau2 Alarme3 Erreur de verrouillage4 8DIODES programmables par

l’util isateur x 4 pages5 Barres de mesure6 Interface avec le PC7 Navigation du menu

8 Contrôle objets:Ouvrir - Fermer - Sélectionner

9 Capteur des clés électroniques10 Texte11 Schéma unifilaire12 Ouverture rapide du disjoncteur13 Unité prête

Interface HMI de l’unité REF542plus.

Module de sortie analogiquede 0/4…20 mA

Module d’entrée analogiquede 0/4…20 mA Module de communication

Module d’entréeanalogique

Module principal

Module d’entrée /sortie binaire (s)

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1DESCRIPTION

Network Communication - Communication deréseau. Cette DIODE est importante seulement sil’unité REF542plus est dotée d’un module decommunication et qu’elle est configurée pourl’utiliser. Si le module de communication estdétecté à l’intérieur de l’unité, la DIODE devientverte. Si aucun module de communication n’estdétecté ou si celui-ci est en panne, la DIODE vertedevient rouge. Si l’unité n’est pas configurée pourla communication, cette DIODE est éteinte.Alarm - Alarme. Cette DIODE devient rouge si lesalarmes définies par l’utilisateur se déclenchent.L’outil opérationnel permet de configurer et dedéfinir un grand nombre de conditions arbitrairesd’alarme. Les conditions d’alarme peuvent être ledéclenchement d’une fonction de protection, laperte de gaz SF6 dans le disjoncteur, etc. Si cetteDIODE est allumée, il n’est pas possible de fermerle disjoncteur ou de télécharger une nouvelleconfiguration. La condition d’alarme peut êtreéliminée, en confirmant avant tout l’alarme.

Interlocking error - Erreur de verrouillage. CetteDIODE est normalement verte. Elle devienttemporairement rouge en cas de violation parl’utilisateur des états de verrouillage programmés,par exemple manoeuvrer un sectionneur avec ledisjoncteur en position fermée.

Capteur des clés électroniques. Ce capteurreconnaît les clés électroniques utilisées. Les clésélectroniques prévues sont deux : une pourmodifier les paramètres des fonctions de protec-tion et l’autre pour modifier les modes de contrôle.Le capteur détecte automatiquement quelle est laclé insérée. Les deux clés sont repérées par“Protect” (protection) et “Control” (contrôle) pourles distinguer. Sur demande la fourniture prévoitune clé générale pour avoir accès aux deuxmodes. Les clés peuvent être programmées avecun code personnel à 8 caractères pour augmenterle niveau de sécurité et pour tout autre raisonspécifique. Cela est possible grâce à un pro-gramme disponible sur demande.Contrôle objets. Ces boutons permettent decommander tous les organes de manœuvre.

Navigation du menu. Ces boutons permettent denaviguer dans le menu de l’unité REF542plus.

8 DIODES programmables par l’utilisateur x 4pages. L’unité prévoit 8 DIODES de signalisationprogrammables à trois couleurs et 4 pages pourchaque DIODE. L’attribution de la DIODE à un étatspécifique est réalisée avec l’outil opérationnel.

Interface avec le PC. Il s’agit de l’interface sérieoptique pour connecter l’unité REF542plus à unordinateur PC. En utilisant le câble approprié etl’outil opérationnel, il est possible d’effectuer les

opérations suivantes:• télécharger une configuration dans l’unité,• “décharger” la configuration courante à partir de

l’unité,• “décharger” l’enregistreur de défauts,• “décharger” d’autres informations (les valeurs

de mesure, l’état des entrées binaires, l’état dela sortie binaire).

Barres de mesure. Il a 3 barres librement pro-grammables qui sont prévues pour une inspectionrapide de l’état de charge du tableau. Les troisbarres sont repérées par M1, M2 et M3. Chaquebarre est formée par douze DIODES : dix vertes etdeux rouges. Les dix DIODES vertes sont norma-lement destinées à la visualisation d’un pourcen-tage compris entre 0% et 100% de la valeurnominale de la mesure configurée. ChaqueDIODE correspond donc à 10% de la valeurnominale. Les deux DIODES rouges indiquent unétat de surcharge de 20%. La mesure visualiséepar la barre est définie avec l’outil opérationnel.Le texte de référence M1..M3 peut être configuréet affiché sur la partie graphique de l’écran.

Texte. Il s’agit de la partie textuelle de l’écran àcristaux liquides. Elle permet de voir le menu, lesvaleurs de mesure, les évènements et toute autreinformation accessible à travers la structure dumenu.Schéma unifilaire. Il s’agit de la partie graphiquede l’écran à cristaux liquides. Cette partie montrele schéma unifilaire du tableau. L’état des objetsprimaires est mis à jour de manière dynamiqueaprès chaque opération. Par exemple, si ledisjoncteur a été ouvert, sa représentation montrecet état.

Ouverture rapide disjoncteur. Si ce bouton estenfoncé en même temps que celui d’ouverturenormale, il permet d’ouvrir le disjoncteur indépen-damment du mode de contrôle sélectionné. Cettecaractéristique doit être activée dans l’unité avecl’outil opérationnel.

Il est en autre possible de prévoir sur l’interfaceHMI plusieurs boutons définis entièrement parl’utilisateur. Ces boutons virtuels sont disponiblesdans le menu dédié de l’interface HMI. Pendant laconfiguration de l’unité REF542plus l’utilisateurdéfinit les boutons nécessaires. Voici quelquesexemples caractéristiques : lancement d’unecommutation ou d’une quelconque autre sé-quence d’automatisation, activation de l’enregis-treur de défauts, démarrage d’une séquence dedéconnexion de la charge, etc.

Grâce aux boutons définis par l’utilisateur, lescapacités d’automatisation de l’unité REF542pluspeuvent répondre à tout type d’exigence.

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Configuration 10

CONFIGURATION

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2CONFIGURATION

Configuration interfacegraphique de l’unitéREF542plus.

Les fonctions incluent tout type de port logique,par exemple E, O, temporisateurs, compteurs,générateurs d’impulsions, circuit monostable, etc.Toutes les fonctions du tableau sont définies encollaboration avec ABB.La configuration de l’unité REF542plus estreprésentée par un fichier qui est déchargé dansl’unité à travers le port série optique sur l’interfaceHMI.

Une fois connectée l’interface HMI à travers le portsérie, l’outil opérationnel permet en outre d’exécu-ter les fonctions supplémentaires suivantes:• paramétrage des fonctions de protection• indication des valeurs de mesure• indication en ligne de l’état des entrées et des

sorties binaires• acquisition des données par l’enregistreur de

défauts.L’outil opérationnel permet le suivi “ en ligne ” eten temps réel des signaux de contrôle internes etdes états logiques, par conséquent il représenteun puissant instrument pour la mise au point desapplications.

L’unité REF542plus est configurée pour l’applica-tion spécifique avec l’outil opérationnel à traversun ordinateur individuel (PC). Grâce à un éditeurgraphique, les blocs fonctionnels sont rassemblés.Les fonctions de protection disponibles sontreprésentées par des blocs fonctionnels spécifi-ques associables à des fonctions logiques pourdéfinir le programme d’automatisation et deprotection demandé. Cette flexibilité est trèsavantageuse pour définir les fonctions de contrôleet les séquences d’automatisation qui peuventinclure, par exemple, le verrouillage des organesde manoeuvre, le verrouillage du déclenchementde fonctions de protections spécifiques, ainsi quele lancement de séquences de manoeuvres.L’unité REF542plus offre une vaste gamme defonctions logiques pour satisfaire n’importe quelleexigence.

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Mesures 12

Surveillance et autodiagnostic 12

Protection 13

Contrôle 13

Evénements et enregistrement des défauts 14

Synchronisme temporel 16

Interface avec le processus primaire 16

CAN Open 17

Entrées analogiques de 4/0 à 20 mA 18

Entrée analogique de 4 à 20 mA 18

Interfaçage d’un système d’automatisation des postes 18

Serveur WEB embarqué 19

FONCTIONS

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FONCTIONS

L’unité de protection multifonctions et de com-mande des tableaux renferme toutes les fonctionssecondaires dans un seul appareil. Cette unitémultifonctions développe entre autre une fonctiond’auto-surveillance.Cette polyvalence permet d’utiliser l’unitéREF542plus sur n’importe quel type de tableauindépendamment de l’application spécifiquedemandée.

MesuresL’unité REF542plus peut disposer au maximum de8 canaux analogiques d’entrée pour mesurer dessignaux de courant et de tension. Ces canaux sontrépartis en trois groupes : trois canaux dans legroupe 1 et dans le groupe 2, deux canaux dansle groupe 3. Le groupe 1 et le groupe 2 doiventêtre homogènes, c’est-à-dire qu’ils doiventpouvoir mesurer 3 courants ou 3 tensions. Parexemple la mesure d’un courant et de 2 tensionsn’est admise. Le groupe 3 peut regrouper n’im-porte quel type de signal : 2 courants, 2 tensions,1 courant et 1 tension. Les entrées analogiquesde l’unité REF542plus sont très flexibles, puisquecette flexibilité est nécessaire pour supportertoutes les fonctions de protection. Le groupe 1 etle groupe 2 peuvent être utilisés pour les mesuresde courant ou de tension homogènes aussi biendes transformateurs de mesure que des capteursnon inductifs. Le groupe 3 peut être utilisé demanière hétérogène, aussi bien avec des transfor-mateurs de mesure qu’avec les capteurs. Une desconfigurations les plus communes prévoit troisentrées de courant, trois entrées de tension et uneentrée de courant de défaut à la terre. Toutes lesvaleurs acquises sont affichées sur l’écran del’interface HMI. Les valeurs enregistrées au coursd’un laps de temps prolongé, par exemplel’énergie, le nombre de manoeuvres du disjonc-teur et les valeurs de mesure minimum, sontmémorisées de manière permanente. En cas decoupure de l’alimentation, ces données restent enmémoire. Les mesures disponibles dépendent dela configuration d’entrée analogique. Avec laconfiguration maximum il est possible d’acquérirles valeurs de mesure suivantes.

Valeurs mesurées directement• Courants de phase;• Tensions phase-terre ou phase-phase (1);• Courant de terre (peut aussi être calculé);• Tension résiduelle (peut aussi être calculé);• Fréquence.

(1)L’unité REF542plus peututiliser soit des transforma-teurs de tension phase-phase soit phase-terre.

(2)Quand on utilise des trans-formateurs de tensionphase-terre.

A partir de ces grandeurs, on peut calculer lesvaleurs suivantes:

Valeurs calculées• Tensions de phase(2),• Courant moyen/maximum, triphasé (déterminé

dans un intervalle de quelques minutes);• Puissance apparente, active et réactive;• Facteur de puissance;• Energie active et réactive;• THD (distorsion harmonique totale).

Surveillance et autodiagnosticL’unité REF542plus offre de nombreuses fonctionspour la surveillance des organes de manoeuvre etpour l’autodiagnostic. Les paramètres disponiblespour surveiller les organes de manoeuvre sont lessuivants :• courants maximum et moyens dans la période

d’observation (0 ... 30 mn);• somme des courants interrompus;• heures de travail;• nombre de cycles de manoeuvre (ouverture-

fermeture disjoncteur);• contrôle du temps de bandage des ressorts (si

applicable);• contrôle de la bobine d’ouverture.L’unité REF542plus est équipée de sous-program-mes (routine) d’autodiagnostic qui contrôlent enpermanence l’état des modules matériel etlogiciel. Chaque module d’entrée et de sortiebinaire de l’unité REF542plus est doté d’uncontact de surveillance des échanges “ chien degarde ” qui intervient en cas de défaut ou decoupure de l’alimentation. Ce contact peut êtreutilisé pour rechercher les défauts à l’intérieur del’unité et adopter les mesures correctives appro-priées. Les canaux d’entrée analogique peuventêtre contrôlés de manière optionnelle. La détério-ration éventuelle d’un fil de raccordement avec untransformateur de mesure ou un capteur peut êtretrouvée et signalée par le déclenchement d’unealarme.

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ProtectionL’unité REF542plus offre une vaste gamme defonctions de protection couvrant toutes les appli-cations de moyenne tension. Ces protectionspeuvent être associées pour implémenter lesystème de protection demandé. Si on utilise desprotections directionnelles, certaines entrées etsorties binaires peuvent être dédiées à la sélecti-vité logique.Les protections suivantes sont disponibles.

Protection courant• Blocage du courant de surcharge (68)• Courant instantané maximum (50)• Courant maximum temps défini, 2 seuils (51)• Courant directionnel maximum, 2 seuils (67)• Courant maximum IDMT (51 IDMT)• Défaut à la terre, 2 seuils (51N)• Défaut à la terre IDMT (51 IDMT)• Défaut à la terre directionnel, 2 seuils (67N)• Défaut à la terre directionnel sensible (67S).

Protection tension• Tension instantanée maximale (59)• Tension maximale temps défini, 2 seuils (59)• Tension instantanée minimale (27)• Tension minimale temps défini, 2 seuils (27)• Tension résiduelle ou tension maximale,

2 seuils (59N)

Protection ligne• distance (21)

Protection différentielle• Protection différentielle pour moteurs et transfor-

mateurs (87)• Défaut à la terre limité pour transformateurs

(87N)

Protection thermique• Pour câbles, moteurs et transformateurs (49)

Protection spécifique du moteur• Nombre de démarrages (66)• Verrouillage rotor (51LR)• Démarrage moteur (51MS)• Charge faible (37)• Charge déséquilibrée (46)

Qualité de puissance• Contrôleur du facteur de puissance (55)• Protection contre la résonance de manoeuvre• Protection THD

Autres protections et fonctions rattachées• Protection de fréquence (81), 6 seuils par

réseau• Contrôle de synchronisme (25)• Enregistreur de défauts• Refermeture automatique (79)• Accès verrouillé (86)• Puissance inverse (32).A l’intérieur de l’unité REF542plus il est possiblede prévoir 24 fonctions de protection. Le nombremaximum de protections dépend dans tous lescas de la puissance de traitement disponible.

ContrôleLes capacités de contrôle et d’automatisation del’unité REF542plus sont considérables. La logiquecâblée traditionnelle et les relais électromagnéti-ques sont remplacés par des systèmes de con-trôle logiciel intégrés dans l’unité. Grâce auxpossibilités de contrôle offertes par l’unitéREF542plus il est possible d’implémenter facile-ment les fonctions allant du simple verrouillageempêchant les défauts de manoeuvre aux sché-mas complexes de déconnexion de la charge.Il est entre autre possible de réaliser le ver-rouillage entre des tableaux reliés au même jeude barres. Les informations d’état sur les organesde manoeuvre provenant et allant vers d’autrestableaux sont nécessaires pour cette fonction.Les informations d’état doivent être fournies par:• un jeu de barres traditionnel avec connexion

câblée en boucle;• le système d’automatisation des postes ABB qui

permet la communication horizontale entre lesunités REF542plus connectées au bus destableaux ;

• le bus numérique CAN Open.

L’unité REF542plus prévoit plusieurs modes decontrôle sélectionnables avec la clé spéciale decontrôle. Pour commander les organes demanœuvre en mode de contrôle local on utiliseles boutons de commande de l’interface HMI.Les manœuvres en téléconduite (mode à dis-tance) sont inhibées. Dans le mode de contrôle àdistance seul les manoeuvres d’un dispositif decontrôle comme un système d’automatisation despostes sont admises.Toutes les possibilités de commande des organesde manœuvre peuvent être inhibées enparamétrant l’unité “sans contrôle”.

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FONCTIONS

La figure ci-dessous illustre l’exemple d’un disjoncteur.

Schéma de contrôle dudisjoncteur.

Affichage de la liste des événements surl’écran LCD de l’interface HMI.

Evénements et enregistrement des défautsLes trente derniers événements enregistrés sont affichés localement surl’écran de l’interface HMI. La plupart des événements se réfèrent aux activi-tés de protection. L’enregistrement concerne le type d’événement et lesinformations supplémentaires telles que la fonction de protection concernée,l’heure et la date ainsi que la valeur RMS du courant interrompu.L’unité REF542plus peut transmettre les évènements à l’automatisation despostes, si elle est connectée. Les événements peuvent enregistrés dans unemémoire non volatile, et par conséquent ils restent mémorisés même en casde coupure de l’alimentation.

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Enregistreur de défautsL’unité REF542plus est équipée d’une fonctiond’enregistrement des défauts puissante et flexible.Cette fonction peut être utilisée pour enregistrerjusqu’à huit signaux analogiques et trente deuxsignaux binaires.Les signaux analogiques d’entrée sont enregis-trés avec une fréquence d’échantillonnage de1,2 kHz pour une période minimum de 1 secondeet une période maximum de 5 secondes. Le tempsd’enregistrement s’obtient par combinaison dutemps pré et post défaut. La capacité d’enregistre-ment totale est de 5 secondes, par conséquent ilest possible de configurer 5 enregistrementsd’une seconde ou un seul enregistrement de 5secondes.

Enregistrement d’un défautcroisé.

L’enregistrement peut être mis en route par unévénement concernant la protection, le change-ment du signal binaire ou bien une conditionquelconque définie par l’utilisateur.Il est possible de transférer localement les enre-gistrements des défauts du port optique del’interface HMI vers un ordinateur à travers l’outilopérationnel ou l’interface de communication. Siles enregistrements sont transférés avec l’outilopérationnel ou l’interface WEB embarquée, ilssont automatiquement convertis dans le formatstandard COMTRADE. Si les enregistrements sonttransférés depuis l’interface de communication ilspeuvent être convertis avec un programmeutilitaire. Les enregistrements des défauts sontenregistrés dans une mémoire non volatile, et parconséquent ils restent mémorisés même en casde coupure de l’alimentation.

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FONCTIONS

Synchronisme temporelL’unité REF542plus est équipée d’une horlogeinterne “ temps réel ”, utilisée pour dater lesévénements. L’horloge interne dispose d’uncondensateur spécial qui, en cas de coupure del’alimentation, fournit l’énergie nécessaire pourgarantir le fonctionnement de l’horloge internependant au moins vingt-quatre heures. La date etl’heure de l’horloge peuvent être réglées aumoyen de l’unité d’interface HMI. L’horloge internede l’unité REF542plus peut être synchroniséeavec une horloge extérieure de plusieursmanières. Si elle est connectée à un systèmed’automatisation des postes, l’unité REF542pluspeut être synchronisée à travers le bus qui relieles tableaux en utilisant les fonctions du protocoleutilisé, si disponible. La précision dépend descaractéristiques du protocole et elle peut varierentre 3 ms (LON LAG 1.4) et des dixièmes demilliseconde (SPABUS). S’il faut plus de précision,l’unité REF542plus peut être synchronisée àtravers le port d’entrée optique dédié et unehorloge principale, généralement un GPS. Lessignaux de temps sont acceptés dans le formatIRIG B000, B002 et B003. La figure ci-contreillustre l’architecture de distribution temporellepour la synchronisation. Synchronisée à travers leformat IRIG B, l’unité REF542plus garantit uneprécision supérieure à 1 ms et une résolution de+/- 500us. Une analyse très précise des défautsest par conséquent possible.

Interface avec le processus primaireL’unité REF542plus offre une interface extrême-ment flexible avec le processus primaire pourl’acquisition de mesures analogiques, recueillirdes signaux binaires et transmettre les comman-des de manœuvre.

Entrées analogiquesL’unité REF542plus dispose au maximum de huitcanaux analogiques d’entrée pour les mesures ducourant et de la tension. Cette unité peut êtreconnectée aussi bien à des transformateurstraditionnels de mesure qu’à des capteurs noninductifs. Grâce à leur caractéristique de linéarité,les capteurs non inductifs offrent une plus grandeprécision et fiabilité dans la détection des signaux.Par rapport aux transformateurs traditionnels demesure, ces nouveaux capteurs ont des caracté-ristiques exceptionnelles pouvant influencerdirectement aussi bien la réalisation que l’utilisa-tion du tableau.

Synchronisation de l’horloge interne à travers une horlogeprincipale GPS et un port IRIG B.

Horloge principale duposte ou sous-poste

Coupleur étoiledu tableau

Horloge principaledu poste etdistributeur

SatelliteGPS

Antennesatellite

Voici quelques-unes de ces caractéristiques:• linéarité;• ample gamme dynamique;• absence de précision par rapport au calcul de la charge;• composants standardisés;• absence de saturation, absence de ferrorésonance;• capteur de courant et de tension intégré dans la

même unité physique.Le capteur de courant se base sur le principe dela bobine de Rogowski, constituée d’un simpleenroulement dans l’air. Privée de noyau ferroma-gnétique, la bobine n’est pas sujette au phéno-mène de saturation typique des transformateurstraditionnels de courant. Les capteurs de courantsont donc parfaits pour réaliser les fonctions deprotection à distance et différentielle. Le capteurde courant fournit un signal de tension proportion-nelle à la dérivée du courant primaire à mesurer.Grâce au dispositif DSP présent dans l’unitéREF542plus il est possible d’obtenir l’intégrationnumérique du signal. Les quatre capteurs decourant avec des courants nominaux de 80 à160 A, 160 à 480 A, 480 à 1250 A, 1600 à 3200 Apermettent de couvrir toutes les applications.

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Le capteur de tension est formé d’un diviseurrésistif non saturable et il fournit des signauxdirectement proportionnels à la valeur mesurée,donc linéaires pour tout le champ de mesure. Lesignal de sortie est une tension directementproportionnelle à la tension primaire. La figure ci-dessous illustre l’exemple de capteurs combinés.Les capteurs de courant peuvent être intégrésdans un unique bloc de résine, raison pourlaquelle ils sont dénommés capteurs combinés.Dans le capteur est incorporé une électroded’accouplement pour les systèmes de détectionde la tension (VDS) ou pour les systèmes devérification de présence de la tension (VPIS).

Entrées et sorties binairesL’unité REF542plus fait l’acquisition de l’état desorganes de manœuvre grâce aux contactsauxiliaires lus par des entrées binaires et elletransmet les commandes en utilisant des sortiesbinaires. Un grand nombre de signaux provenantd’autres composants sont eux aussi contrôlés.L’utilisation des entrées et des sorties binairespermet, entre autre, d’implémenter les fonctionssuivantes:• contrôle et verrouillage des organes de ma-

noeuvre dans le tableau;• acquisition d’informations sur l’état des organes

de manoeuvre (par ex. disjoncteur en positionouverte/fermée);

• contrôle de l’état du ressort du disjoncteur (siapplicable);

Les entrées binaires sont isolées par des cou-pleurs optiques. Les sorties binaires peuvent êtreformées par des relais mécaniques ou par desdispositifs statiques (semi-conducteurs). Lestableaux à actionnement direct des moteursexigent habituellement des sorties statiques depuissance.

CAN Open (disponible sur demande spécifique)Le module principal de l’unité REF542plus estéquipé d’une interface CAN Open qui dispose dedeux fonctions principales:• remplacement des connexions câblées internes

du tableau par un bus numérique à hautevitesse;

• connectivité des dispositifs CAN Open (modulesES intelligents, capteurs, …).

En remplaçant les connexions câblées internesdu tableau par un bus numérique à haute vitesseil est possible de réaliser un nouveau tableauparfaitement standardisé avec un cycle de vieutile plus efficace. Le bus CAN Open permetl’échange rapide des données de verrouillageentre plusieurs REF542plus.

Capteur combiné dans laversion en bloc (DIN).

En outre, le bus numérique rapproche “l’intelli-gence” du processus, en permettant la réalisationde systèmes de tableaux avec une configurationet une flexibilité d’entretien nettement supérieure.L’interface CAN Open permet la connexion den’importe quel produit “off-the-shelf” compatibleavec le standard CAN Open, en rendant pratique-ment illimitées les capacités d’automatisation del’unité REF542plus. La figure ci-dessous illustreun exemple d’architecture dans laquelle deuxunités REF542plus et plusieurs ES sont connec-tées à l’interface CAN Open.

Connectivité CAN Open de l’unité REF542plus.

Tableau A Tableau B

UnitéREF542plus

Outil opérationnelde l’unité

REF542plus

Câblage avecle tableau

Disjonc-teur

FIELDBUS ModulesE/S

Outil de gestionde réseau

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FONCTIONS

Module de sortie analogique de 4/0…20 mAL’unité centrale peut être équipée d’un moduleoptionnel de sortie analogique avec quatrecanaux configurables. Le signal de sortie de cemodule peut être réglé dans la gamme compriseentre 0 et 20 mA ou 4 et 20 mA. Chacun desquatre canaux peut être configuré indépendam-ment. Il est possible de sélectionner et transmettreles grandeurs suivantes:• mesures de tension, acquises et calculées

directement;• mesures de courant, acquises et calculées

directement;• puissance apparente, active et réactive;• cosϕ;• fréquence.

Module d’entrée analogique de 0/4…20 mAL’unité centrale peut être équipée d’un moduleoptionnel d’entrée analogique avec six canaux(dans un boîtier agrandi). Ces canaux d’entréefonctionnent selon le circuit en boucle de 4 … 20mA. Plusieurs types de capteurs peuvent êtreconnectés à ces canaux (température, densité dugaz, etc.). Le signal du capteur est acquis sur lecanal de 4..20 mA. A l’intérieur de l’unitéREF542plus le signal est traité de manièrebinaire. Quand le signal dépasse le seuil pro-grammé le signal logique correspondant devientactif. Le module d’entrée analogique est placédans la même rainure que le module de sortieanalogique. Le module d’entrée analogique et lemodule de sortie analogique s’excluent doncmutuellement.

Interfaçage d’un système d’automatisationdes postesIl est possible de prévoir un module optionnel decommunication pour l’interfaçage d’un systèmed’automatisation des postes. Les quatreprotocoles disponibles pour l’unité REF542pluspermettent d’interfacer n’importe quel type desystème d’automatisation des postes, de marqueABB ou autres.

Les fonctions caractéristiques possibles sont lessuivantes:• contrôle de l’état des organes de manœuvre;• contrôle des organes de manœuvre;• paramétrage des protections;• acquisition de mesures, alarmes et événements;• acquisition des données d’enregistrement des

défauts.

Les protocoles disponibles sont les suivants:• SPA-bus;• LON-bus d’après ABB Lon Application Guide

(LAG 1.4) Définitions;• Modbus RTU;• CEI 60870-5-103 avec extension pour les

fonctions de contrôle suivant VDEW (associationdes entreprises publiques allemandes).

Les deux premiers protocoles SPA-bus et LONsuivant LAG 1.4, sont spécifiques de ABB, tandisque les protocoles Modbus RTU et CEI 60870-5-103 garantissent la pleine connectivité avecn’importe quel système de tiers. La figure ci-contreillustre quelques unités REF542plus connectées àun système ABB avec le protocole LON. Leprotocole LON LAG 1.4 offre des caractéristiquesspécifiques pour le synchronisme temporel àprécision élevée. Dans ce cas les unitésREF542plus sont synchronisées par le bus quirelie les tableaux. Par ailleurs la présence du portEthernet sur l’unité REF542plus élargit la futureconnectivité potentielle de l’unité REF542plus.

Le protocole Modbus RTU ainsi que le protocoleSpabus peuvent fonctionner sur un moduledisposant de deux canaux série. L’utilisationsimultanée de deux canaux série commeredondance physique n’est pas admise. Il estpossible de connecter deux systèmes SCADA(pour le protocole Spabus, à condition que l’undes deux systèmes SCADA soit prévu uniquementpour le contrôle).

Unité REF542plus reliée à un système d’automatisationdes postes ABB. Le synchronisme temporel est réalisépar le bus qui relie les tableaux.

REF542plus REF542plus REF542plus

Protocole LONLAG 1.4 de 1,25 Mo/s

(interface optique)

Poste de contrôleMicroScada

Horloge GPS

Coupleur étoile RER111

19

3

WEBREFLast update 0 seconds

Monitor Protection Service Configuration Help

0% 50% 100%

M1

0% 50% 100%

M2

0% 50% 100%

M3

M

Single Line Diagram

Motor

Control

Control

M1: IL1M1: U1E

Control Network Communication Alarm Interlocking error

Local and remote / Operational 2002/12/13 14:42:30 English Deutsch

M M

WEB Switcboard

Motor Feeder 1

< >

WEBREF

M1: IL1M1: U1E

M1: IL1M1: U1E

10.41.72.80 10.41.72.82

Next

Serveur WEB embarquéL’unité REF542plus peut être équipée d’unserveur WEB embarqué pour réaliser le contrôle(WEB REF). Le port Ethernet sur le moduleprincipal permet la connexion au WEB.En utilisant un ordinateur individuel standard avecun programme de navigation WEB commercial,l’utilisateur peut avoir accès aux unités des postesen utilisant les fonctions WEB. Le contrôle desunités des postes est donc possible de n’importequel endroit. Le mécanisme de sécurité implé-menté empêche les accès indésirables et garantitle niveau sécurité exigé. Dès que le navigateur estrelié à l’unité REF542plus, l’état général dutableau s’affiche. A partir de là, l’utilisateur est enmesure de parcourir le schéma unifilaire. Encliquant sur le bouton de l’adresse, le schémaunifilaire spécifique de l’unité REF542plus esttéléchargé, avec toutes les informations quiseraient normalement disponible en se plaçantdevant l’interface HMI. Les données de l’unitéREF542plus sont disponibles seulement en modelecture (accès de contrôle). WEB REF permetaussi d’envoyer des message SMS à travers leréseau GSM concernant une condition spécifiquedéfinie par l’utilisateur (déclenchements, alarmes,etc.). Un modem GSM approprié doit être con-necté au module de la carte principale.

Tableau équipé de l’unitéREF542plus: schémaunifilaire vu à travers lenavigateur Internet.

Page principale de l’unitéREF542plus vue depuis lenavigateur Internet.

20

21

4

Système automatique de commutation 22

Système de commutation à haute vitesse (HSTS) 23

Gestion de moteurs 24

Gestion de transformateurs de pòuissance 25

Gestion de réseaux de distribution 25

Lignes aériennes et câblées 26

Qualité de l’énergie 27

EXEMPLES D’APPLICATIONS

APPLICATION EXAMPLES

Cette section illustre quelques applicationscaractéristiques de l’unité REF542plus mettant enévidence les avantages offerts par cet appa-reillage aussi bien en termes de sécurité desopérations que d’économicité. Dans toutes lesapplications illustrées dans les pages qui suivent,l’unité REF542plus est l’unique appareillage dece type installé sur le tableau. Aucun relais oudispositifs supplémentaires n’est nécessaire. Onremarquera que dans toutes les différentesapplications la partie matériel de l’unitéREF542plus est toujours la même, personnaliséesuivant les exigences spécifiques en utilisantuniquement la configuration du logiciel. Lapersonnalisation du logiciel offre à l’utilisateur ungrand nombre d’avantages importants:• la flexibilité maximale même après la mise en

service du tableau, car toutes modifications ouextensions sont réalisées par l’intermédiaire dulogiciel, sans avoir besoin de nouveaux câblages.

• un seul type de pièces détachées à la place desdifférents types de relais pour les lignes d’arri-vée, les lignes d’alimentation des moteurs, etc.Les coûts des pièces détachées sont ainsiréduits à leur plus simple expression.

• une unique interface home - machine pour laprogrammation.

Système automatique de commutationL’unité REF542plus peut être utilisée dans lestableaux de moyenne tension pour gérer lacommutation automatique et manuelle entre deuxdifférentes lignes d’arrivée.

Commutation automatiqueavec l’unité REF542plus.

La commutation automatique est nécessaire dansles installations où l’alimentation électrique doittoujours être garantie pour répondre à desconditions déterminées de continuité du procédé.L’unité REF542plus exécute la commutationautomatique en 500 millisecondes environ (ycompris le temps de fonctionnement du disjonc-teur). La durée exacte dépend de la complexité dulogiciel de la logique de commutation demandée.Un tableau équipé d’une unité REF542plus,programmée convenablement, représente unsystème complet et efficace capable de gérer lacommutation entre un système d’alimentation etun alternatif ou bien de reconfigurer le réseau parconversion d’un système de distribution à doubleradial à un simple système de distribution, demanière entièrement automatique. Les opérateurspeuvent aussi effectuer manuellement la commu-tation à partir d’un système d’automatisation despostes ou bien en étant en face du tableau. Lacommutation manuelle prévoit l’exécution d’unpassage parallèle : les lignes d’alimentation sontfermées simultanément en utilisant la fonction decontrôle du synchronisme quand les deux vec-teurs de tension sont synchrones et reviennentensuite à l’état de sectionnement quand lacommutation a été complétée. Ces applicationsn’exigent aucune instrumentation supplémentaireà ajouter à l’unité REF542plus.

4

VS/FDI VS/FDI

Contrôleur SUE 3000 de la commutation à haute vitesse avec configuration à troisdisjoncteurs.

La figure suivante illustre le schéma unifilaire du système dans une configuration à deux disjoncteurs.

Système de commutation àhaute vitesse avec archi-tecture de configuration àdeux disjoncteurs.

Système de commutation à haute vitesse(HSTS)Le système classique de commutation automati-que décrit dans le paragraphe précédent n’estpas toujours suffisant. Dans des applications pluscomplexes avec des charges très sensibles, parexemples dans les industries du papier et lescentrales électriques, une coupure de tensionpeut avoir des conséquences catastrophiques.Dans ces situations, la commutation doit avoirlieur très rapidement. La commutation automati-que de la charge à une ligne de secours en moinsde deux cycles permet d’éviter des périodesd’inactivité coûteuses et augmente la qualitéd’énergie délivrée aux barres, tout en offrant uneprotection totale contre les courts-circuits. Si l’onutilise des disjoncteurs rapides comme le disjonc-teur sous vide VM1 T à actionneur magnétique,quand deux lignes sont synchrones et que toutesles autres conditions sont remplies, le système decommutation à haute vitesse basé sur l’unitéREF542plus garantit un temps de commutation de30 ms.Composition du système:• contrôleur SUE 3000• unités REF542plus• disjoncteurs VM1 T.

Prises de ligne unité REF542plusLigne 1 Ligne 2

SUE3000

Barre

VM1 rapideVM1 rapide

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La ligne 1 est normalement fermée et elle ali-mente la barre. La ligne 2 est la ligne alternativestand-by. Les deux unités REF542plus sur la ligne1 et sur la ligne 2 s’occupent des fonctionsnormales de protection et contrôle. Elles disposentaussi du bloc fonctionnel VS/FDI (Voltage SensingFast Detection Indicator) de contrôle de la tensionpour détecter et signaler immédiatement unecoupure ou une chute de l’alimentation. Le VS/FDIpermet d’alerter le contrôleur SUE 3000 en moinsde 3ms. Quand la prise de la ligne 1 de l’unitéREF542plus détecte un coupure d’alimentation,elle le communique au contrôleur SUE 3000 quicommande simultanément l’ouverture de la ligne1 et la fermeture de la ligne 2. Le contrôleur SUE3000 supervise en continu les tensions des deuxlignes pour vérifier que les conditions pour lacommutation à haute vitesse sont respectées. Lecontrôleur SUE 3000 compare sur une basepermanente la différence de fréquence et del’angle de phase entre la tension de la barre et dela ligne stand-by. Le contrôleur vérifie aussi quel’amplitude de tension de la ligne stand-by estsupérieure à un seuil déterminé.Ce contrôle continu garantit l’obtention de ladurée minimale de commutation, avec des effetstransitoires ne représentant aucun danger pourles charges connectées.

Schéma de gestion desmoteurs de

l’unitéREF542plus.

Gestion de moteursL’unité REF542plus est indiquée pour la protec-tion et le contrôle de moteurs de moyenne tensionde n’importe quelle dimension. Le moteur peutêtre actionné soit en utilisant des disjoncteurs soitdes contacteurs avec commandes à retenueélectrique ou mécanique. Si l’unité REF542plusest configurée de manière adéquate, elle est enmesure de gérer l’arrêt, l’accélération et leredémarrage du moteur. A la suite d’un défaut oud’un chute de tension transitoire de l’alimentation,l’unité REF542plus est en mesure de contrôler ledébranchement du moteur et, si nécessaire,d’envoyer la commande de réinsertion de ma-nière complètement autonome. Un exempletypique de séquence de gestion du moteur estillustré ci-dessous. La configuration de contrôle dumoteur prévue intervient quand la tension d’ali-mentation baisse sous la valeur de consigne quiprovoque l’ouverture. L’unité REF542plus com-mence donc le comptage de la durée de coupurede l’alimentation. Lors du rétablissement del’alimentation, l’unité REF542plus décide quelleaction adopter :– si la période de coupure de l’alimentation a été

inférieure au temps d’accélération programmé,l’unité REF542plus ferme immédiatementl’actionneur, avec en conséquence l’accéléra-tion du moteur;

– si la période de coupure de l’alimentation a étésupérieure au temps d’accélération programmé,mais inférieur au temps de redémarrage, l’unitéREF542plus met en route pour chaque moteurle comptage d’un retard différent pour pouvoirredémarrer les moteurs dans un ordre préétabli;

– si les deux périodes ont été dépassées, l’unitéREF542plus initialise la procédure et reste enattente d’une commande extérieure.

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4

Relay

Relay

Relay

Opens

Ring network

La séquence de manœuvre des disjoncteurs, lesseuils de tension, les retards temporels et lesfonctions d’activation du redémarrage, sontconfigurés dans l’unité REF542plus.

Gestion des transformateurs de puissanceLa protection des transformateurs de puissanceest le résultat d’un compromis entre les aspectstechniques et économiques. Le choix du schémades fonctions de protection est largement in-fluencé par les habitudes du projeteur de l’instal-lation électrique. L’unité REF542plus offre unevaste gamme de protections indiquées pour lestransformateurs de puissance, de petites, moyen-nes et grandes dimensions en mesure de répon-dre à une série d’exigences. Pour les transforma-teurs de petites et moyennes dimensions, lesprotections thermiques et de courant maximumsont considérées suffisantes. L’unité REF542plusgère aussi, à travers les entrées numériques, lesautres signaux binaires comme le relais deBuccholz.

Protection différentielle et de défaut à la terrelimitéeLes transformateurs importants d’une puissancede quelques mégawatts ou particulièrementimportants pour le réseau de distribution électri-que, sont souvent protégés par une protectiondifférentielle contre les pannes entre phase etphase. La protection contre le défaut à la terrelimitée peut être utilisée quand le neutre dusystème en aval est branché à la masse dutransformateur de puissance.

Gestion des réseaux de distributionSi utilisée dans les réseaux de distribution, l’unitéREF542plus offre le degré maximum de sélectivitépour permettre les manœuvres de déclenchementen cas de défauts, en sectionnant rapidementl’appareil qui a subi le défaut sans toucherl’alimentation destinée aux utilisations qui ne sontpas concernées. L’unité REF542plus permet deprotéger et de contrôler avec la même efficacitéles réseaux en boucle et radiaux. L’unitéREF542plus offre deux seuils de protectiondirectionnelle du courant maximum (67) et troisseuils de protection directionnelle de terre, dontune sensible (67S). En utilisant ces fonctions deprotection directionnelle et une logique appro-priée, l’unité REF542plus identifie et localisecertains défauts (jeu de barres de la ligne oucharges) et les coupes en ouvrant le moins dedisjoncteurs possible pour réduire au minimum lacoupure de l’alimentation. La sélectivité logiqueentre les deux unités REF542plus peut êtreréalisée à travers des connexions en câble. Ladistance maximum entre les deux unités voisinesest de 1200 mètres environ.

Réseau radialB Disjoncteur67 Fonction de protectionC AvantD Arrière

Relais AOuvre BRelais CRelais DRéseau en boucle

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Lignes aériennes et câbléesLes lignes aériennes de moyenne tension pour ladistribution d’énergie sont nettement plus courtesdes lignes aériennes de haute tension pour letransport d’énergie. Malgré cela, les lignes demoyenne tension sont sujettes aux mêmes typesde défauts : les défauts transitoires comme leschutes de branches d’arbre ou les défauts perma-nents comme les dégâts aux conducteurs. Ladétection et l’élimination des défauts sont danscertains cas problématiques, notamment dans lesréseaux maillés. La protection à distance del’unité REF542plus est parfaitement indiquée pourla protection des lignes de distribution demoyenne tension en réseaux à topologie maillée.La protection à distance de l’unité REF542pluspeut être utilisée indifféremment dans les réseauxseulement câblés, les réseaux à lignes aériennesseulement et les réseaux mixtes (ligne câblée-aérienne ou ligne aérienne-câblée). Le neutrepeut être isolé, mis à la terre directement ou bienmis à la terre par l’intermédiaire d’une impédance.La protection à distance est utilisée pour lacoupure sélective des courts-circuits en utilisantl’impédance de défaut comme principale gran-deur discriminante. L’impédance entre le point oùest installé le dispositif de protection et le point oùs’est vérifié le défaut est mesurée sur la ligne dedépart. Si la valeur d’impédance est inférieure à lavaleur programmée, un déclenchement se produitet la ligne est coupée.

La position du défaut est localisée indirectementen utilisant l’impédance par unité de longueur dela ligne. Dans ce cas l’impédance de ligne Z (avecune ligne homogène) est proportionnelle à ladistance du défaut. La protection à distance inclutune logique de démarrage, une logique demesure de l’impédance et une logique d’identifi-cation de la direction.• Logique de démarrage : elle détecte l’état du

défaut.• Logique de mesure de l’impédance : elle

détermine la distance de la zone où s’estvérifiée le défaut.

• Logique d’identification de la direction : ellevérifie si le défaut est localisé dans la mêmedirection que celle de protection de la ligne.

La protection à distance de l’unité REF542plusoffre 5 zones différentes, dont 2 pour une utilisa-tion prédéfinie (“overreach” et “backup” direction-nel). Une zone de déclenchement non direction-nel a aussi été prévue pour le backup, indépen-dante de l’impédance. La protection à distance del’unité REF542plus est intégrée par la fonction derefermeture automatique extrêmement flexible.Par exemple, dans le cas de sections de lignescâblées-aériennes mixtes, il est possible debloquer la fonction de refermeture automatique dedéfauts des câbles en utilisant la zone d’arrêt dela refermeture automatique.

Les figures ci-dessous illustrent un exemple deconfiguration des zones et de schéma sur le planI-Z.

Configuration des zones etschéma sur le plan I-Z.

27

4

La protection contre la résonance (brevet ABB)intégrée dans l’unité REF542plus empêche cesconditions dangereuses de résonance. En détec-tant l’augmentation du contenu harmonique, laprotection contre la résonance désactive labatterie de condensateurs en service, en déréglantle système énergétique. Le contrôleur du facteurde puissance peut donc entreprendre des actionscorrectives en fonction du réglage pour s’adapterau facteur de puissance programmé. La figure ci-dessous illustre l’augmentation de la distorsionharmonique totale de la tension (THD) pendantl’activation d’une batterie de condensateurs. LaTHD reste supérieure au seuil de déclenchementprogrammé après la centaine de millisecondestypique du transitoire. La protection contre larésonance annule donc cette condition dange-reuse en désactivant la batterie de condensateurs.

Protection contre la THDLes harmoniques ont un impact considérable surles systèmes de distribution de l’énergie et sur lesutilisations alimentées. L’échauffement, l’augmen-tation de la demande de courant, les surtensionsen sont les effets typiques. Les harmoniques deséquence négative réduisent le couple desmoteurs, tout en augmentant le courant et viceversa. La protection contre la THD (distorsionharmonique totale) de l’unité REF542plus empê-che à ces effets négatifs de se produire. Laprotection détermine le déclenchement quand lecontenu harmonique dépasse le seuil programmé.Le contenu est analysé jusqu’à 1500 Hz, c’est-à-dire la 25ème harmonique pour le système de 60 Hzet la 30ème harmonique pour le système de 50 Hz.

Condition de résonanceprovoquée par l’activationd’une batterie de condensa-teurs.

Qualité de l’énergieL’unité REF542plus offre de nombreuses fonctionspour le contrôle mais aussi pour augmenter laqualité de l’énergie. Les utilisateurs industrielsdeviennent toujours plus sensibles aux paramè-tres de qualité de l’énergie, par exemple lecontenu harmonique, bien que la politique defacturation des sociétés publiques pénalise lefacteur de puissance.

Contrôleur du facteur de puissance intégréavec protection contre la résonanceL’unité REF542plus dispose d’un contrôleur dufacteur de puissance en mesure de manœuvrerjusqu’à quatre batteries de condensateurs. Cettefonction permet l’intégration de la compensationde la puissance réactive dans le tableau demoyenne tension, sans avoir besoin de compo-sants complémentaires. Il est donc possible demanœuvrer des puissances nominales jusqu’àdes dixièmes de Mvar pour respecter le facteur depuissance défini pour n’importe quelle conditionde charge. La résonance harmonique est unproblème qui pourrait se vérifier pendant l’activa-tion des condensateurs de correction du facteurde puissance. Le système énergétique s’harmo-nise à une fréquence donnée pour la combinai-son de l’inductance de la charge et de la capacitéajoutée. Le système énergétique entre donc enrésonance avec cette fréquence. La résonanceharmonique produit de graves distorsions decourant et de tension, entraînant des pertesimportantes et l’échauffement de l’appareillage.

Axe Y = THD tension (%)Axe X = T (secondes)

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29

5

Versions de l’unité centrale 30

Dimensions extérieures 30

Montage et installation 31

FABRICATION

30

FABRICATION

Versions de l’unité centraleLe boîtier de l’unité centrale REF542plus estréalisé en tôle d’aluminium chromée à l’extérieurpour empêcher la corrosion, mais aussiaméliorer l’immunité contre les perturbationsélectromagnétiques. Deux boîtiers différents sontdisponibles:• standard,• agrandi.Les deux versions doivent contenir au moins lesmodules suivants:• l’alimentation, la carte principale, le module

d’entrée analogique, un module d’entréebinaire et un module de sortie binaire.

Le boîtier standard peut aussi loger:• un autre module d’entrée et de sortie binaire,• dans l’alternative le module de communication

ou le module de sortie analogique de4/0…20 mA.

Dimensions extérieures

La carte mère diffère du module de sortie analogi-que de 4/0…20 mA et du module de communica-tion et elle doit être spécifiée.Le boîtier agrandi peut aussi loger :• deux autres modules d’entrée et de sortie

binaire,• le module de communication,• dans l’alternative le module de sortie analogi-

que de 4/0…0 mA ou le module d’entréeanalogique de 4…20 mA.

Remarques: Le module d’entrée analogique de4…20 mA peut être utilisé seulement avec leboîtier agrandi.

Résumé du boîtier standard• Une alimentation;• Une carte principale;• Un module d’entrée analogique;• Au maximum deux modules d’entrée et de sortie

binaire;• En option, le module de communication ou le

module de sortie analogique de 4/0…20 mA.

Dimensions de la version standard du boîtier. Dimensions de la version agrandie du boîtier.

31

5

Résumé du boîtier agrandi• Une alimentation;• Une carte principale;• Un module d’entrée analogique;• Au maximum trois modules

d’entrée et de sortie binaire;• En option le module de communi-

cation;• En option, le module d’entrée

analogique de 4…20 mA ou lemodule de sortie analogique de4/0…20 mA.

Montage et installationLa figure ci-contre montre un exem-ple d’installation de l’unité centraledans un boîtier agrandi à l’intérieurdu compartiment de basse tension.Grâce à la coulisse illustrée àgauche, le temps nécessaire pourdémonter l’unité centrale ou rempla-cer un module est extrêmementréduit. Quatre boulons fixent l’unité.

Dimensions de l’interface HMI.

Installation de l’unité centrale

Interface HMILa figure ci-dessous illustre les dimensions de l’interface HMI.

32

33

6

Entrées analogiques et mesures 34

Caractéristiques techniques des fonctions de protection 37

Limitations de configuration 42

Entrées et sorties binaires 43

Interfaces 44

Alimentation 45

Conditions ambiantes 45

Degré de protection 45

Essais de type 45


34


Entrées analogiques

MesuresL’unité REF542plus utilise les mêmes entrées analogiques pour les mesures et pour lesprotections. Les classes de mesure sont conformes au tableau suivant:

Grandeur Précision Gamme

Courant de phase, courant de terre 1% 0,5 – 2,4 In

Tension de ligne, tension de phase 0.5% 0,8 – 1,2 Vn

Energie active, réactive 3% --

Puissance active, réactive, apparente 1,5% --

Fréquence 0,02% --

Cosϕ 1,5 % 0 … 1

Pour obtenir la précision maximale, les transformateurs de mesure ou les capteurs doiventavoir une précision de 0,5% dans la même gamme.

Courant nominal In 0,2 A ou 1 A ou 5 A

Tension nominale Un 100 V ... 125 V

Fréquence nominale fn 50 Hz / 60 Hz

Valeurs d’entrée du transformateur de courant et tension

Parcours du courant 250 In (valeur de crête), dynamique 100 In pour 1s, 4 en continu

Parcours de la tension 2 Un /√3 continu

Capacité de charge thermique

Parcours du courant < 0,1 VA avec In

Parcours de la tension < 0,25 VA avec Un

Consommation

Valeurs d’entrée du capteur de courant et tension

Tension à courant nominal In 150 mV (RMS)/50 Hz/60Hz

Tension à tension nominale 2V (RMS)

Fréquence nominale fn 50 Hz/60 Hz

ProtectionClasse 3.

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6

Modules d’entrée analogiquesPlusieurs types de modules d’entrée analogique sont disponibles pour assumer lesdifférentes fonctions de protection.Les modules sont équipés des ensembles suivants de transformateurs de tension et decourant d’entrée:• 3 ou 6 transformateurs de courant pour courants de phase;• 3 ou 6 transformateurs de tension phase-terre ou phase-phase;• 1 ou 2 transformateurs de courant pour courants résiduels;• 1 ou 2 transformateurs de tension pour tensions résiduelles;Sont aussi prévues des versions pour entrées de capteurs et entrées mixtes, pour connec-ter aussi bien des transformateurs de mesure traditionnels que des capteurs. Huit canauxd’entrée maximum sont disponibles. Si programmés, les canaux d’entrée peuvent êtrecontrôlés. Les types d’entrée analogique suivants sont disponibles, où S indique l’entréedu capteur, CT l’entrée du transformateur de courant (TI), VT l’entrée du transformateur detension (TT).D’autres combinaisons sont disponibles sur demande spécifique.

Code Description

1VCF 750170R0804 3 CT+3 VT+1 CT 0,2A+1 VT

1VCF 750170R0806 3 VT+3 VT+1 CT 0,2A+1 CT 0.2A

1VCF 750170R0807 3 CT+3 CT

1VCF 750170R0809 3 CT+3 CT+1 CT 0,2A+1 VT

1VCF 750170R0812 3 VT+3 VT+1 VT

1VCF 750170R0817 3 CT+3 VT+1 CT

1VCF 750170R0819 3 CT+3 VT+1 CT+1 VT

1VCF 750170R0821 3 CT+ +1 CT

1VCF 750170R0822 3 CT+ +1 CT 0,2A

1VCF 750170R0824 3 CT+3VT+1CT+1CT

1VCF 750170R0825 3 CT+3 VT+1 CT 0,2A+1 CT 0,2A

1VCF 750170R0826 3 CT+3 VT+1 VT +1 VT

1VCF 750170R0827 3 CT+3 CT+1 CT +1 CT

1VCF 750170R0828 3 CT+3 CT+1 CT +1 VT

1VCF 750138R0803 3 S+3 S+1 S+1 S

1VCF 750170R0843 3 S+3 S+1 CT 0,2A+1 VT

1VCF 750170R0846 3 S+3 VT+1 CT 0,2A+1 VT

1VCF 750170R0847 3 S+3 S+1 CT

1VCF 750170R0851 3 S+3 S+1 CT+1 VT

1VCF 750170R0852 3 S+3 S+1CT 0,2A

1VCF 750170R0853 3 S+3 S+1 VT+1 VT

1VCF 750170R0854 3 S+3 CT+1 CT 0,2A+1 VT

1VCF 750170R0855 3 S+3 CT+1 CT 0,2A+1 CT 0,2A

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Temps de réactionDans ce contexte le temps de réaction de laprotection est défini comme le temps écoulé entrela détection du défaut et la fermeture du contactqui alimente la bobine de déclenchement dudisjoncteur (ou le mécanisme de déclenchementéquivalent pour la commande magnétique oucontacteur). Ce temps est la somme des interval-les suivants :1 temps de détection du défaut ;2 retard préétabli par l’utilisateur (pour les

fonctions de protection à temps défini) ;3 traitement des informations de déclenchement ;4 activation du contact de sortie du relais.L’unité REF542plus est un appareillage deprotection et de contrôle ; l’exécution de la logiqued’automatisation programmée est cyclique enmode type PLC. Le temps de cycle, dans lagamme des dixièmes de millisecondes, dépendde la complexité logique. L’unité REF542plus offreune compensation fixe interne tant pour l’activa-tion du contact de sortie du relais que pour letemps d’exécution logique. Malgré cela, le tempseffectif de traitement des informations de déclen-chement dépend de la complexité de la logiqueprogrammée dans l’unité.

Par conséquent, le temps de réaction de laprotection peut être, dans le pire des cas, le retardpré-établi par l’utilisateur plus le double du tempsde cycle.

• Canal directDans les applications particulièrement complexes,la protection doit réagir le plus rapidementpossible et le comportement du système doit êtreabsolument déterminant. L’unité REF542plus offredans ce cas au concepteur du système de protec-tion l’option du canal direct. En utilisant cetteoption on saute le flux d’exécution logiqueprogrammé à l’intérieur de l’unité et la commandede déclenchement est envoyée instantanément àl’organe de manœuvre représenté par le disjonc-teur. La totalité des conditions de verrouillage sonttoujours respectées et garanties. Si le disjoncteurest bloqué pour une raison quelconque, parexemple une pression insuffisante du gaz SF6, lacommande de déclenchement n’est pas exécutée.L’option du canal direct garantit donc un compor-tement absolument déterminant des fonctions del’unité REF542plus.

37

6

Caractéristiques techniques des fonctions de protectionLe tableau ci-dessous présente les données techniques des fonctions de protection.

(1) Il est recommandé d’uti-liser le transformateurd’équilibrage du courant(classe de précision 1)pour appliquer la valeurde réglage la plus basse(0,05 In).

Code ANSI Fonction de protection et paramètres correspondants

Fonctions de protection des courants68 Stabilisation au démarrage (seulement en fonction de 50 et 51)

N = 2,0 … 8,0

M = 3,0 … 4,0

Temps = 200 … 100.000 ms

68 Harmonique de démarrage

Seuil courant min.= 0,05 ... 40,00 In

Seuil rapport entre les harmoniques= 5,00 ... 50,00%

Seuil courant de défaut = 0,05 ... 40,00 In

50 Courant instantané maximum

I>>> = 0,10 ... 40,00 In

t = 15 ... 30 000 ms

51 Courant maximum élevé

I>> = 0,05 ... 40,00 In

t = 20 ... 300.000 ms

51 Courant maximum bas

I > = 0,05 ... 40,00 In

t = 30 ... 300.000 ms

51 IDMT Courant maximum IDMT (temps minimum défini inverse)

Caractéristique de temps normalement, beaucoup, extrêmement inverse ou temps long

Ie = 0,05 ... 40,00 In

K = 0,05 ... 1,5

67 Courant maximum directionnel élevé

I>> = 0,05 ... 40,00 In

t = 40 ... 30 000 ms

Direction = avant, arrière

67 Courant maximum directionnel bas

IE> = 0,05 ... 40,00 In

t = 40 ... 30 000 ms


Défaut à la terre (1)

51N Défaut à la terre élevé

IE>> = 0,05 ... 40,00 In

t = 40 ... 30 000 ms

51N Défaut à la terre bas

IE> = 0,05 ... 40,00 In

t = 40 ... 30 000 ms

51N IDMT Défaut à la terre IDMT (temps minimum défini inverse)

Type de courbe = caractéristique de temps normalement, beaucoup, extrêmement inverse ou temps long

Ie = 0,05 ... 40,00 In

K = 0,05 ... 1.5

38


67N Défaut à la terre directionnel élevé

IE>> = 0,05 ... 40,00

t = 40 ... 30.000 ms

Vo = 0,02 ... 0,7 Un

direction = avant, arrière

type de réseau = isolé (sin ϕ), mise à la terre (cosϕ)

67N Défaut à la terre directionnel bas

IE> = 0,05 ... 40,00 In

t = 40 ... 300.000 ms

Vo = 0,02 ... 0,7 Vn

direction = avant, arrière

type de réseau = isolé (sin ϕ), mise à la terre (cosϕ)

67S Défaut à la terre directionnel sensible

I0 = 0,05 ... 2,00 In

t = 100 ... 10.00 ms

Angle α = 0 ... 20°

Angle δ = -180 ... 180°

U0 = 0,05 ...0,70 Un

Fonctions de protection de tension59 Tension instantanée maximale

U>>> = 0,10 ... 3,00 Un

t = 15 ... 300.000 ms

59 Tension maximale élevée

U>> = 0,10 ... 3,00 Un

t = 40 ... 30.000 ms

59 Tension maximale basse

U> = 0,10 ... 3,00 Un

t = 40 ... 30.000 ms

27 Tension instantanée minimale

U<<< = 0,10 ... 1,2 Un

t = 15 ... 30.000 ms

27 Tension minimale haute

U<< = 0,1 ... 1,2 Un

t = 40 ... 30.000 ms

27 Tension minimale basse

U< = 0.1 ... 1.2 Un

t = 40 ... 30.000 ms

25 Contrôle de synchronisme

Delta tension (∆ U) = 0,02 ... 0,40 Un

Temps = 0,2 ... 1.000,00 s

Delta phase (∆ ϕ) = 5 ... 50°

59N Tension résiduelle maximale élevée

UNE>> = 0.05 ... 3.00 Un

t = 20 ... 300.000 ms

59N Tension résiduelle maximale basse

UNE> = 0,05 ... 3,00 Un

t = 20 ... 300.000 ms

39

6

(2) La température du moteurrelative à la protection dunombre de démarragesest celle calculée par laprotection de surchargethermique (49). Si la pro-tection contre la surchargethermique n’est pas utili-sée, la protection du nom-bre de démarrages prévoittoujours un démarrage àfroid.

Fonctions de protection du moteur

49 Protection contre la surcharge thermique avec mémoire totale

Température nominale = 50 ... 400 °C (température nominale à I nom)

Courant nominal (Ie) = 0,1 ... 5,0 In (valeur primaire du courant nominal du moteur)

Température initiale = 10 ... 400 °C

Constante temporelle à I < 0,1 Ie = 10 ... 100.000 s

Constante temporelle à 0,1 Ie < I < 2 Ie = 10 ... 20.000 s

Constante temporelle à I > 2 Ie = 10 ... 20.000 s

Température maximum = 50 ... 400 °C

Température d’alarme = 50 ... 400 °C

Température ambiante = 10 ... 50 °C

Température de rétablissement = 10 … 400 °C

51MS Démarrage moteur (caractéristique adiabatique)

Ie = 0,2 ... 2 In (courant du moteur) (2)

Is = 1,00 ... 20,00 Ie (valeur de démarrage)

t = 40 ... 30.000 ms

I> = 0,2 ... 0,8 Is (démarrage moteur)

51LR Verrouillage rotor (caractéristique de temps défini)

Ie = 0,2 ... 2,0 In (courant du moteur)

Is = 1,00 ... 20,00 Ie (valeur de démarrage)

t = 40 ... 30.000 ms

66 Nombre de démarrages

n (à chaud) = 1 ...10 (nombre de démarrages à chaud)

n (à froid) = 1 ...10 (nombre de démarrages à froid)

t = 1,00 .. 7200,00 s

T (à chaud) = 20 ... 200 °C (température limite de démarrage à chaud)

46 Charge déséquilibrée

Is = 0,05 ... 0,3 In (valeur de démarrage de la séquence de phase négative)

K = 2,0 ... 30,0

t de rétablissement = 0 ... 2000 s

Pourcentage de décrément temporisateur = 0 … 100%

37 Charge basse

Pn = 50 ... 1000 000 kW (valeurs primaires)

Charge minimum P = 5 ... 100% Pn

Courant nominal I = 2 ... 20 % In

Temps opérationnel = 1 ... 1000 s

Fonctions de protection différentielle

87 DifférentielleGroupe transformateurs = 0 ... 11Mise à la terre transformateurs = côté primaire ou secondaireCourant nom. In sur le côté primaire du transformateur = 10,0 ... 100.000 A (valeur primaire)Courant nom. In sur le côté secondaire du transformateur = 10,0 ... 100.000 A (valeur primaire)Courant de seuil = 0,10 ... 0,50 InLimite de région non polarisée = 0,50 … 5,00 InSeuil de région légèrement polarisée = 0,20 ... 2,00 InLimite de région légèrement polarisée = 1,00 ... 10,0 InInclinaison = 0,40 ... 1,00Intervention avec Id> = 5,00 ... 40,0 InBlocage au moyen de la 2ème harmonique = 0,10 … 0,30 InBlocage au moyen de la 5ème harmonique = 0,10 … 0,30 In

40


87 N Défaut à la terre limité (protection différentielle limitée)

Courant nominal de référence = 1,00 ... 100000,00 A

Seuil de région non polarisée = 0,05 ... 0,50 In

Limite de région non polarisée = 0,01 ... 1,00 In

Inclinaison de région légèrement polarisée = 0,01 ... 2,00

Limite de région légèrement polarisée = 0,01 ... 2,00 In

Inclinaison de région fortement polarisée = 0,10 ... 1,00

Angle d’intervention relais = 60° ... 180°

Temps = 0,04 ... 100,00 s

Fonctions de protection de fréquence

81 Protection de fréquence

Valeur initiale = 40 ... 75 Hz phase de 0,01

Gradient de fréquence = 0,01 1 Hz/s phase de 0,01

Temps = 0,1 ... 30,0 s

Seuil de tension minimale = 0,1 ... 1 Un

Logique d’intervention = seulement fréq. / fréq. et gradient / fréq. ou gradient

Contrôle de fréquence

Contrôle de fréquence

Valeur initiale = 0,04 ... 5 Hz

Temps = 1 ... 300 s

Fonctions de protection à distance

21 Protection à distance

Type de réseau = ohmique haut/bas

Démarrage à terre IE> utilisé non utilisé

Interruption sur défauts = normale, zone de dépassement limite, intervention après démarrage

Temps programmé de dépassement limite de comparaison signaux = 30 …. 300.000 ms

Caractéristiques de démarrage U / I:

I>, IE> et IF> = 0,05 ... 4,00 In

UF< = 0,05 ... 0,9 Un

Sélection de phase = cyclique/acyclique

Facteur de terre:

k = 0,00 ... 10,00, ϕ (k) = -60 ... 60°

3 états d’impédance, 1 état de dépassement limite et 1 état de contrôle refermeture automatique:

R = 0,05 ... 120 Ω (valeurs secondaires)

X = 0,05 ... 120 Ω (valeurs secondaires)

t = 20 ... 10.000 ms

1 état directionnel

Direction 0 ... 90 ou -45 ... 135°

t = 20 ... 10.000 ms

1 état non directionnel

t = 20 ... 10.000 ms

41

6

Fonctions de qualité de l’énergie

Contrôleur du facteur de puissance

Séquence de manoeuvre: linéaire, circulaire

Hystérésis de manoeuvre: zone neutre 105 ... 200% de Qco

Valeur de détection: 0 ... 100% de Qco

Puissance réactive de la batterie plus petite Qco: 1.000 ... 20.000 kVar

Batteries de condensateurs: 1:1:1:1, 1:1:2:2, 1:2:2:2, 1:2:4:4, 1:2:4:8

Nombre de batteries: 1 ... 4

Cycles de manoeuvre max: 1 ... 10.000

Valeur réglage cosϕ: 0,7 ... 1.000

Valeur limite cosϕ : 0,0 ... 1,00

Méthode de fonctionnement: intégration directe

Temps de blocage décharge: 1 ... 7200 s

Temps mort: 1 ... 120 s

Retard d’activation: 1 ... 7200 s

Durée d’intégration: 1 ... 7200 s

Protection harmonique haute

Valeur initiale tension THD = 5 ... 50%

Retard temporel tension THD = 0,01 ... 360.00 s

Temps = 0,05 ... 360,00 s

Valeur initiale tension RMS = 0,10 ... 1,00 Un

Protection contre la résonance de manoeuvre

Valeur initiale tension THD = 5 ... 50%

Valeur initiale delta tension THD = 1 ... 50 %

Retard temporel tension THD = 0,01 ... 60 s

Temps = 0,05 ... 60 s

Temps opérationnel PFC = 0,01 ... 120 s

Valeur initiale tension RMS = 0,1 ... 1,0 Un

42

Autres fonctions

Enregistreur Temps d’enregistrement = 1000 ... 5000 ms

de défauts Temps de pré-défaut = 100 ... 2000 ms

Temps post-défaut = 100 ... 4900 ms

5 enregistrements max.

79 Refermeture automatique

Nombre de séquences = 5

Temps de rétablissement = 10 ... 1000 s

Temps spécifique première séquence = 0,04 ... 30 s

Temps mort deuxième séquence = 0,10 ...100s

Temps spécifique deuxième séquence = 0,04 ... 30 s

Temps mort première séquence = 0,10 ... 100 s

Temps spécifique deuxième séquence = 0,04 ... 30 s

Temps mort troisième séquence = 0,10 ... 100 s

Temps spécifique quatrième séquence = 0,04 ... 30 s

Temps mort quatrième séquence = 0,10 ... 100 s

Temps spécifique cinquième séquence = 0,04 ... 30 s

Temps mort cinquième séquence= 0,10 ... 100 s

32 Puissance directionnelle


Puissance nominale réelle Pn = 1 ... 1000 000 kW (valeurs primaires)

Charge inverse max. P> = 1 ... 50% Pn

Temps opérationnel = 1,0 ... 1000 s

Limitations de configurationPendant la configuration de l’unité REF542plus ilfaut respecter quelques limitations. Il est possiblede configurer jusqu’à 24 fonctions de protectiondans l’unité. Une fonction de protection peutactiver un seul canal direct. Le nombre de canauxdirects est limité à 24. Le temps de cycle deconfiguration doit être inférieur à 30 ms pourgarantir le fonctionnement correct de l’unité. Il estpossible de prévoir 1000 fils au maximum et lesraccordements sont limités à 512. Un seul disposi-tif de mémorisation peut être configuré. (L’unité demémorisation permet d’enregistrer les donnéesentre une coupure d’énergie et la réactivation quisuit ; consulter le manuel de programmation pourplus d’informations). Il est possible de configurerau maximum 62 unités de manoeuvre (une unitéde manoeuvre représente un appareil primairecomme un disjoncteur, un contacteur, etc.). Il estpossible de configurer au maximum 15 compteursd’énergie.

Il est possible de configurer au maximum 10unités de seuil analogiques par entrée analogi-que (les unités analogiques de seuil permettentd’adopter des actions en fonction du niveau detension et de courant ; consulter le manuel deprogrammation pour un complément d’informa-tions).

Ecran LCD et interface HMISur l’écran LCD il est possible d’afficher aumaximum dix icones. Et au maximum huit iconesreprésentant les appareils de manoeuvre. Si l’onutilise des modules E/S binaires avec des relaismécaniques, il est possible de contrôler aumaximum sept appareils de manoeuvre. Il estpossible de prévoir au maximum 40 lignes,d’installer au maximum 32 DIODES de signalisa-tion dans 4 pages et au maximum 48 objetsd’alarme analogiques.


43

6

Le tableau suivant fournit les principales caractéristiques.

14 canaux d’entrée Gamme de tension auxiliaire possible :

20 - 90 V CC (seuil 14 V CC)

80 - 250 V CC (seuil 50 V CC)

Temps de filtre fixe de 1 ms, configurable à travers le logiciel.

6 sorties de puissance. Tension opérationnelle maximale 250 V CA/CC

(canaux BO 1 - 6) Courant de fermeture 20 A

Courant de charge 12 A

Capacité de coupure 30 W avec L/R <15 ms

Temps opérationnel 3 ms

2 sorties de signal (BO7 et 8) Tension opérationnelle maximale 250 V CA/CC

et 1 sortie de contrôle Courant de fermeture 8 A

(chien de garde) Courant de charge 2 A


1 sortie statique (option) Tension opérationnelle maximale 250 VCC

sur BO7 Courant de fermeture 1,5 A crête

Courant de charge 0,7 A continu


1 circuit de contrôle Bobine OK si impédance inférieure à 10 Kohm.

bobine sur BO2

Entrées et sorties binairesLes modules d’entrée et de sortie binaires sontdisponibles en deux versions principales: avecrelais électromécaniques et sorties statiques(types de transistors de puissance). Pour les deuxversions, les entrées binaires sont du même type,isolées avec des coupleurs optiques.L’unité REF542plus admet exclusivement des mo-dules du même type: il n’est pas possible d’y asso-cier des modules statiques et électromécaniques.

Module BIO avec relais mécaniques de sortie(type 3)Les modules d’entrée et de sortie binaires BIO3sont disponibles en différentes versions:• Haute tension, avec entrées en mesure de

résister à une gamme de tensions compriseentre 85 et 220 VCC. Le niveau d’activation duseuil d’entrée est de 50 VCC.

• Basse tension, avec entrées en mesure derésister à une gamme de tensions compriseentre 24 et 90 VCC. Le niveau d’activation duseuil d’entrée est de 14 VCC.

Pour les deux gammes de tension les modulespeuvent être équipés d’une sortie statique enoption (transistor de puissance) sur la sortiebinaire 7, à la place du contact électromécanique.Cette sortie statique est généralement utiliséepour alimenter les compteurs extérieurs d’énergie.Pour faciliter le câblage sont aussi disponiblesdes versions de cartes avec entrées binairesnégatives (-) reliées au module par une ligneinterne.

44


Module BIO avec sorties statiquesLe tableau suivant indique les caractéristiques techniques du module d’entrée et de sortie binaire avecsorties statiques.Ce module est complet et couvre toute la gamme de tensions entre 48 et 265 VCC.

14 entrées (BI 1-14) Gamme de tension auxiliaire:• 48 - 265 VCC (seuil 35 VCC)

Temps de filtre fixe de 1 ms, configurable à travers le logiciel.

3 sorties de puissance Tension opérationnelle 48 - 265 VCC

(BO1, 2 et 7) Courant de fermeture 70 A pour t ≤ 10 ms

Courant de charge 12 A pour t ≤ 30 s


4 sorties de puissance Tension opérationnelle 48 pour 265 V CC

(BO3 - 6) Courant de fermeture 16 A pour t ≤ 10 ms

Courant de charge 10 A pour t ≤ 30 s


2 sorties de signal (BO8,9) Tension opérationnelle 48 pour 265 V CC

et 1 sortie de contrôle (chien de garde) Courant de formeture 0,3 A


2 circuits de contrôle bobine Bobine OK si impédance inférieure à 10 Kohm

sur les canaux BO1 et BO2

Communication avec un système d’automatisa-tion des postes (option)SPABUS, interface en fibre optique de plastiqueavec connecteur type snap-in ou en fibre de verre(multimode) avec connecteurs F-SMA ou ST.

LON (suivant ABB LAG1.4), interface en fibreoptique de verre (multimode) avec connecteurs ST.

CEI 60870-5-103 avec extension conforme auxdirectives VDEW pour le contrôle, interface en fibreoptique de verre (multimode) avec connecteurs ST.

MODBUS RTU/SPA-Bus, interface électrique avecdeux portes RS 485 SPA-Bus, isoléesgalvaniquement ou interface optique avec quatreconnecteurs standard ST pour fibre de verre(multimode).

Interface EthernetConnecteur standard RJ45 sur le module principal.

CAN Open (option)Connecteur Open Style conforme au standard CANOpen et à la norme ISO11898.

Interfaces

Unité de contrôle de l’interface HMI• Interface RS 232 optique/électrique série avec

un PC (sur la partie frontale).• Interface standard RS 485 isolée galvaniquement

avec l’unité centrale (sur la partie arrière).• Alimentation.

Unité centrale• Interface standard RS 485 isolée

galvaniquement avec interface HMI.• Interface de service standard RS 232.• Alimentation.

Module de sortie analogique de 0/4…20 mA(option)• Quatre canaux de sortie de 0 à 20 mA ou de 4 à

20 mA, librement configurables.

Module d’entrée analogique de 4…20 mA(option)• Six canaux d’entrée de 4…20 mA.

45

6

Examen de typeToutes les informations détaillées sur les examensde type sont décrites dans le document “UnitéREF542plus. Attestation d’examen de type,1VTA400022”.

Fonctions de protectionLes fonctions de protection ont été soumises àl’examen de type conformément à la normeCEI 60255.

Compatibilité électromagnétiqueTous les essais correspondants ont été réalisésconformément aux normes suivantes:• CEI 60255 pour la compatibilité électromagnéti-

que et standard produits;• EN 61000 pour la compatibilité électromagnéti-

que;• EN 50263 pour les relais de mesure et les

appareils de protection;• EN 60694 + CEI 60694 Amd.12000 pour

spécifications communes relatives aux tableauxde haute tension et aux appareillages decontrôle.

Résistance d’isolementSupérieure à > 100 Mohm à 500V CC.

Robustesse mécaniqueConforme à la norme CEI 60255-21-1.

Conditions climatiquesEssai à froid conforme à la norme CEI 60068-2-1.Essai à chaud conforme à la norme CEI 60068-.2-2

CertificatsATEX

Si utilisée pour protéger des moteurs, l’unitéREF542plus peut en outre satisfaire également ladirective 94/9/CE de la Communauté Européenneen matière d’environnements explosifs. Cettedirective définit le mode de fonctionnement desunités de protection des moteurs dans les envi-ronnements explosibles. Le numéro du certificatd’homologation CE, délivré par le PTB(Physikalisch Technische Bundesanstalt – Labora-toire Fédéral de Physique et Technique pour laMétrologie) est PTB 02 ATEX 3000. Si nécessaire,veuillez spécifier la demande du certificat ATEXlors de la commande.

Entrée pour synchronisme temporel (option)Le protocole supporté est IRIG, format B000,B002, B003.• Fibre de verre• Longueur d’onde: 820nm• Distance max.: 1500m• Type de connecteur: ST

Entrée pour HSTS (option)2 entrées optiques en fibre de verre, connecteurs ST.1 sortie optique en fibre de verre, connecteur ST.Pour plus d’informations consulter la documenta-tion spécifique du contrôleur SUE 3000.

Alimentation

Unité centraleTension nominale 110 VCC (-30%, +10%)

220 VCC (-30%, +10%) or

48 - 220 VCC (-15%, +10%)

Consommation d’énergie < 30 W(caractéristique, 2 canaux BIO)

Courant d’insertion < 10 A valeur de crête pour 200 ms

Ondulation admissible inférieure à 10%

Unité de contrôle de l’interface HMITension nominale 48 … 110 VCC (-15%, +10%)

110 … 220 VCC (-15%, +10%)

Consommation d’énergie< 6 W

Ondulation admissible Inférieure à 10%

Conditions ambiantesTempérature ambiantede service -10 + 55°C

Température ambiante detransport et stockage -25 +70°C

Humidité ambiante Jusqu’à 95% sans formationde condensation

Altitude < 1000m a.s.l.

Degré de protection• Unité centraleCellule: IP20.

• Unité de contrôle de l’interface HMIPartie avant: IP 44Partie arrière: IP 20.

46

47

7

Plaques des raccordements 48

Raccordements d’entrée et de sortie binaire 51

Schémas caractéristiques de raccordement 53

RACCORDEMENTS

48

RACCORDEMENTS

Plaques des raccordementsLes figures ci-dessous illustrent laplaque des raccordements de l’unitéREF542plus aussi bien dans laversion du boîtier standard que duboîtier agrandi.Le boîtier agrandi peut loger troismodules d’entrée et de sortiebinaires, le module de communica-tion et le module de sortie analogi-que de 0/4...20 mA ou, en alterna-tive, le module d’entrée analogiquede 4...20 mA.Le boîtier standard peut loger aumaximum deux modules d’entrée etde sortie binaires et le module decommunication ou, en alternative, lemodule de sortie analogique.

Plaque des raccordements du boîtier standard avec connecteur d’entréeanalogique mixte et connecteur pour le module de communication.

Plaque des raccordements du boîtier standard avec connecteur d’entréeanalogique mixte et connecteur pour le module sortie analogique de0/4 ... 20 mA.

Plaque des raccordements du boîtier agrandi REF542plus.

49

7

La signification des connecteurs est indiquéedans le tableau ci-contre.Certains connecteurs ont une significationdifférente en fonction du type de module decommunication utilisé.Les connecteurs des capteurs X87 et X88 sontprévus à la place du connecteur X80 quand onutilise seulement des capteurs.

Connecteur SignificationX10 Alimentation unité centraleX20 Premier BIO, entréeX21 Premier BIO, sortieX30 Deuxième BIO, entréeX31 Deuxième BIO, sortieX40 Troisième BIO, entréeX41 Troisième BIO, sortieX50 Sortie analogique de 0/4 ... 20mA ou entrée analogique de 4 ... 20 mAX60 Modbus RS 485, canal 2; COM L-COM I TX; SPABUS RXX61 Modbus RS 485, canal 1; COM L-COM I RX; SPABUS TXX62 Modbus optique, RX canal 1X63 Modbus optique, TX canal 1X64 Modbus optique, RX canal 2X65 Modbus optique, TX canal 2X70 Interface EthernetX71 Interface CANX72 Porte de service RS 232X73 Connexion avec l’interface HMIX74 Entrée optique de synchronisme temporelX75 Entrée HSTSX76 Entrée HSTSX77 Sortie HSTSX80 Connecteur pour TI et TTX81 Capteur 1X82 Capteur 2X83 Capteur 3X84 Capteur 4X85 Capteur 5X86 Capteur 6X87 Capteur 7X88 Capteur 8

Plaque des raccordements de l’interfaceHMI REF542plus. Le connecteur X20 estattribué à l’unité centrale. Le connecteurX10 est attribué à l’unité d’alimentation.

Raccordements des entrées analogiquesLa plaque des raccordements des entréesanalogiques change en fonction de l’utilisationde transformateurs de mesure traditionnels,capteurs ou combinaisons mixtes.En cas d’utilisation de capteurs, ces derniers sontraccordés avec des connecteurs de type ST àdouble ligne.Le connecteur X81 correspond au capteur 1 et leconnecteur X88 au capteur 8. Ils peuvent êtreindifféremment des capteurs de courant ou detension. La sélection est réalisée au moyen dulogiciel de configuration à l’intérieur de l’unitéREF542plus.Si l’on utilise des transformateurs de mesuretraditionnels, le connecteur aura l’aspect montrédans la figure ci-dessous.

Connecteur pour transfor-mateurs de mesure tradi-tionnels.

Connecteur module d’entréeanalogique pour capteurs.

50

RACCORDEMENTS

Raccordements d’entrées et de sorties binairesLes modules d’entrées et de sorties binaires utilisent les connecteurs suivants :• X20 (entrée), X21 (sortie) pour le premier module;• X30 (entrée), X21 (sortie) pour le deuxième module;• X40 (entrée), X41 (sortie) pour le troisième module, disponibles seulement avec le

boîtier agrandi.La figure suivante illustre les entrées binaires des deux modules BIO3 (connecteurs X20et X30), tant avec négatif séparé que connecté.

Types d’entrées binaires.

51

7

Types de sorties binaires,électromécanique à gaucheet statique à droite.

La figure suivante illustre les sorties du premier BIO3 pour les deux différents types de modules :électromécanique et statique.

52

RACCORDEMENTS

Sorties binaires du module type BIO2.

IDans le module électromécanique le contrôle dela bobine de déclenchement est visible sur lecanal BO2. Les sorties binaires BO7 et BO8,normalement utilisées pour la signalisation, sontdes contacts d’échange. WD1 est le contact “chiende garde”. Dans le module de sortie statique il y adeux circuits de contrôle de la bobine de déclen-chement sur les canaux BO1 et BO2. L’unitéREF542plus peut aussi être équipée de modulesd’entrées et de sorties binaires du type BIO2.Ce type de module dispose de relais électroméca-niques pour les sorties et il est légèrementdifférent du module BIO3.Un exemple du module BIO2 est illustré dans lafigure.

53

7

Lignes de départ générique.

Schémas caractéristiques de raccordementQuelques schémas de raccordement ont été illustrés ci-dessous à titred’exemple, mais il est possible d’en réaliser beaucoup d’autres.

Lignes de départ génériqueLa figure suivante illustre le schéma de raccordement caractéristique pourles lignes de départ, quand aussi bien les protections de tension que decourant sont nécessaires. Un transformateur d’équilibrage du courant estaussi prévu pour la détection de courant de défaut à la terre. Le canald’entrée analogique 8 n’est pas utilisé.

54

RACCORDEMENTS

Ligne avec protection différentielleLe diagramme suivant illustre le raccordementd’une ligne pour transformateur de puissanceavec une protection différentielle, de terre et dedéfaut à la terre limitée.

Protection différentielle pourtransformateur de puis-sance.

La carte de sortie analogique utilisée dispose de8 entrées pour le courant. Les 6 premiers canauxsont utilisés pour la protection différentielle, lecanal 7 pour la protection contre le défaut à laterre limitée et le canal 8 pour la protection deterre.

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Ligne d’arrivée avec contrôle de synchronismeLa figure suivante illustre un des schémas possi-bles de raccordement pour une ligne d’arrivéegénérique avec contrôle de synchronisme sur labarre. Les canaux 1, 2 et 3 sont utilisés pour ladétection du courant et les fonctions de protectionde courant.

Les canaux 4, 5 et 6 sont utilisés pour les mesuresde la tension phase-terre et la protection de laligne d’arrivée. Le canal 7, enfin, est utilisé pour laprotection de terre et de courant résiduel, tandisque le canal 8 pour la tension phase-phase quieffectue le contrôle du synchronisme.

Ligne d’arrivée avec fonc-tion de contrôle de synchro-nisme.

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Chronologie des révisionsRévision document Date Remarque

1VTA100001-Rév 6, en 25.10.2002 Dernière révision pour Vers. 1.1, version logiciel V4C01

1VTA100001-Rév 7, en 15.09.2003 Vers. 2.0, version logiciel V4D02

AustralieABB Australia Pty LimitedPTMV / MV Air Insulated Panels and SwitchboardsBapaume RoadMoorebank NSW Australia 2170Tél.: +61 2 9821 0269Fax: +61 2 9602 2454E-mail: [email protected]: http://www.abb.com/au

ChineABB Xiamen Switchgear Co. LtdEngineeringABB Industrial Park, Torch Hi-Tech Industrial Development Zone,Xiao Dong ShanXiamen S.E.Z., Fujian 361006Tél.: +86 592 6026-033 Ext. 4061Fax: +86 592 603-0525Internet: http://www.abb.com

République TchèqueABB s.r.o.MV SwitchgearVidenska 11761900 BrnoTél.: +420 5 4715 2413Fax: +420 5 4715 2190E-mail: [email protected]: http://www.abb.com

ItalieABB T&D S.p.AUnità Operativa Sace T.M.S.Product ManagementVia Friuli 4I-24044 Dalmine (BG)Tél.: +39 035 395 111Fax: +39 035 395 874E-mail: [email protected]: http://www.abb.com/it

MalaisieABB Transmission & Distribution Sdn. Bhd.ManufacturingLot 608, Jalan SS 13/1K47500 Subang Jaya, Petaling JayaSelanggor Darul EhsanTél.: +603 5628 4888Internet: http://www.abb.com

IndeABB Limited - Design & DevelopmentMV Switchgear Divisionplot No. 79 Street No. 17Nashik -PIN- 422007Tél.: +91 0253 2351095Fax: +91 0253 2350644Internet: http://www.abb.com

SuisseABB Secheron SAMedium VoltageRue des Sablieres 4-6CH – 1217 MeyrinTél.: +41 22 306 2646Fax: +41 22 306 2682E-mail: [email protected]: http://www.abb.ch

EgypteABB Arab Technical MarketingIndustrial Zone – B110th of Ramadan CityTél.: +2 15 36 1288Fax: +2 15 36 1642Internet: http://www.abb.com/eg

AllemagneABB Calor Emag Mittelspannung GmbHProduct ManagementOberhausener Straße. 3340472 RatingenTél.: +49 2102 12 1901Fax: +49 2102 12 1808 1901E-mail: [email protected]: http://www.abb.de/calor

CoréeABB Ltd.Power Technology Medium Voltage513 Sungsung-dong (Chonan Foreign Invested-Enterprises IndustrialPark) Chonan, Chungchong-namdo, Post 330-300Tél.: +82 41 529 2458Fax: +82 41 529 2500E-mail: [email protected]: http://www.abb.com.kr

TurquieABB Elektrik Sanayi. A.S.Design & EngineeringOrganize Sanayi Bölgesi 2 Cadde: No. 16Yukar Dudullu81260 IstanbulTél.: +90 216 365 2900Fax: +90 216 365 2943Internet: http://www.abb.com

ABB Power Technologies S.p.A.Unità Operativa SACE (PTMV)Via Friuli, 4I-24044 DalmineTel: +39 035 395111Fax: +39 035 395874E-mail: [email protected]://www.abb.com

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CA REF542 1 - library.e.abb.com · permet la fonction d’enregistrement des défauts et de marquage horodaté des événements avec une ... Les fonctions de protection des moteurs