Etude de fonctionnement et de la protection d’un transformateur de puissance élévateur 15KV/400KV de la centrale à cycle combinée SONACKTER MOSTAGANEM

Abstract

تقدم هذه المذكرة دراسة لعمل وأنظمة الحماية المطبقة على المحول الرافع 15 كيلوفولط / 400 كيلوفولط بمحطة الدورة المركبة مستغانم يتمثل الهدف الرئيسي من هذا العمل في ضمان حماية فعالة وموثوقة للمحول ضد مختلف األعطال الكهربائية التي قد تتسبب في إتالف هذا المعدّ .االستراتيجي ومرتفع التكلفة تعتمد هذه الحماية على .T60T MULTILIN GE ركزت الدراسة بشكل خاص على مبدأ عمل الحماية التفاضلية المدمجة داخل المرحل الرقمي مقارنة التيارات المقاسة في الجانبين االبتدائي والثانوي للمحول باستعمال محوالت التيار. ففي حالة التشغيل العادي أو عند حدوث أعطال خارجية، تبقى التيارات متوازنة بعد تعويض نسب التحويل واالنزياح الطوري، مما يمنع تشغيل المرحل. أما عند حدوث عطل داخلي داخل المحول، يظهر فرق مهم .بين التيارات، مما يؤدي إلى الفصل السريع للمرحل لحماية المحول من األضرار الخطيرة كما يتناول هذا العمل دراسة حماية زيادة التيار للطور واألرضي مدمجة داخل المرحل. وقد تم استغالل اختبارات الحقن الثانوي المنجزة من طرف المهندسين ومحاكاة باستعمال برنامج ETAP للتحقق من حسن عمل أنظمة الحماية. وأظهرت المقارنة بين الحسابات النظرية واالختبارات الحقيقية ونتائج المحاكاة توافقا . ًكبيرا،ً مما يؤكد فعالية وموثوقية نظام الحماية المدروس الكلمات المفتاحية محول رافع محول رافع 15 كيلوفولط / 400 كيلوفولط، الحماية التفاضلية، زيادة التيار، مرحل رقمي، ، ، الحقن الثانوي، شبكة الجهد العالي . ETAP60,T MULTILIN GE جدا،ً الدورة المركب مستغانم Résumé Ce mémoire présente une étude de fonctionnement et des systèmes de protection appliqué sur le transformateur élévateur 15KV/400KV de la centrale à cycle combiné de Mostaganem l’objectif principal de ce travail est d’assurer une protection fiable et efficace du transformateur contre les différents défauts électriques susceptibles d’endommager cet équipement stratégique et couteux. L’étude s’est particulièrement concentrée sur le principe de fonctionnement de la protection différentielle intégrée dans le relais T60T. Cette protection fonctionne par la comparaison des courants mesurés au primaire et au secondaire du transformateur à l’aide des transformateurs de courant (TC). En fonctionnement normal ou lors des défauts externes, les courants restent équilibrés après compensation des rapports et du déphasage, ce qui empêche le déclenchement du relais. En revanche, lors d’un défaut interne au transformateur, une différence importante de courant apparaît, ce qui provoque le déclenchement rapide du relais afin de protéger le transformateur contre les dommages graves. Ce travail traite également les protections contre les surintensités de phase et de terre intégrées dans le relais. Des essais d’injection secondaire réalisés par les ingénieurs et des simulations sous ETAP ont été exploités afin de vérifier le bon fonctionnement des protections. La comparaison entre les calculs théoriques, les essais réels et les résultats des simulations a montré une forte concordance, confirmant l’efficacité et la fiabilité du système de protection étudié. Mots-clés : Transformateur élévateur 15KV/400KV, Protection différentielle, Surintensité, Relais numérique, GE MULTILIN T60T, ETAP, Injection secondaire, Réseau THT, Cycle combiné Mostaganem. Abstract This thesis presents a study of the operation and protection systems applied to the 15 kV / 400 kV step-up transformer of the combined cycle power plant of MOSTAGANEM. The main objective of this work is to ensure reliable and effective protection of the transformer against various electrical faults that may damage this strategic and expensive equipment. The study focused particularly on the operating principle of the differential protection integrated into the digital relay GE Multilin T60. This protection operates by comparing the currents measured on the primary and secondary sides of the transformer using current transformers (CTs). Under normal operating conditions or during external faults, the currents remain balanced after ratio and phase-shift compensation, which prevents relay tripping. However, during an internal transformer fault, a significant current difference appears, causing the relay to trip rapidly in order to protect the transformer from severe damage. This work also focuses on phase and earth overcurrent protections protection integrated into the relay. Secondary injection tests carried out by engineers and simulations using ETAP were used to verify the correct operation of the protection systems. The comparison between theoretical calculations, real tests, and simulation results showed strong agreement, confirming the effectiveness and reliability of the studied protection system. Keywords 15 kV / 400 kV Step-up Transformer, Differential Protection, Overcurrent Protection, Digital Relay, GE Multilin T60, ETAP, Secondary Injection, EHV Network, Combined Cycle Power Plant Mostaganem.