samedi 14 avril 2018

Technologie électrique



 

Unités et systèmes de protection électrique

Ceci est un article long et descriptif sur différents types de protection pour les systèmes électriques et les réseaux. Dans cet article, vous serez en mesure de couvrir les différentes méthodes de protection électrique, le système et les appareils, le calibrage et la protection, la protection des lignes aériennes, la protection du réseau électrique, la protection des câbles, la protection des transformateurs, protection de barre, protection de tension et de fréquence et beaucoup plus. Marquer cet article au cas où pour lire plus tard.
Table des matières 
·         8 Protection du moteur
·         9 Protection de générateur
·         10 Protection divers
Introduction aux systèmes de protection électrique
Les installations et équipements électriques HV, MV et LV [1] sont soumis à des défauts internes et externes susceptibles de provoquer de graves dommages aux personnes et aux autres équipements .
Pour éviter et de minimiser les conséquences de ces défauts des dispositifs de protection associés à des équipements qui sont en mesure de briser le courant électrique sont obligatoires.
Pour une meilleure compréhension des dispositifs de protection, à chaque section qui couvre les systèmes de protection des équipements et des installations les défauts les plus courants sur ces équipements et installations.
Il est également important de mentionner que toutes les unités de paramètres mécaniques et électriques et leurs multiples et sous - multiples qui sont impliqués dans les systèmes de protection sont conformes à SI ( Internation Units System ); des exceptions sont faites quand les heures (h) peuvent être utilisées au lieu de secondess ) et l' unité choisie pour la température est ° C ( celsius ) au lieu de K ( kelvin ) - [K] = [° C] + 273.15 .
Dispositifs de protection et technologie 

Systèmes et unités de protection électrique
Dispositifs de protection
Afin de minimiser le temps de panne, les appareils de coupure et les équipementssont équipés de dispositifs de protection pour les détecter et isoler la partie défectueuse de l'installation.
Il faut d'une part, la détection précoce et la localisation des défauts , et d'autre part, la mise hors service rapide des équipements défaillants, afin de:
·         Protéger l'ensemble du système pour assurer la continuité de l'approvisionnement.
·         Pour minimiser les dommages et les coûts de réparation.
·         Pour assurer la sécurité du personnel.
Dans le passé, les fusibles étaient couramment utilisés comme protection contre les surintensités et les surcharges, et sont toujours très populaires en Amérique du Nord et dans certains pays, ils sont encore utilisés dans les installations BT et dans les transformateurs MT avec une puissance nominale de 630-1250 kVA .
Cependant, la complexité des réseaux et les exigences d' une transmission et d'une distribution d'énergie plus fiables exigent l'utilisation de dispositifs de protection plus précis .
Les relais de protection sont utilisés de nos jours, étant plus fiables et précis et capables de détecter d'autres types de défauts que les surcharges et surintensitéspouvant survenir dans les réseaux et équipements , qui seront discutés dans d'autres sections, lorsque la protection des équipements sera analysée.
Ils sont configurés pour fonctionner et déclencher le déclenchement lorsqu'une condition de défaut est détectée.
Chaque schéma de protection du système d'alimentation est composé des composants suivants:
·         Relais de détection ou de mesure de défaut
·         Déclenchement et autres relais auxiliaires
·         Disjoncteurs
·         Transformateurs de mesure - courant ( CT ) et tension ( VT )
Les premiers modèles de relais de protection sont des relais électromécaniques qui sont encore en usage dans certains pays et dans les anciennes installations de câblage électrique qui ne sont pas soumis à renoval œuvres .
Ils ont été attirés types d'armature , où la sortie secondaire des transformateurs d'instrument est passée à travers une bobine , attirant ainsi l'induit contre la tension du ressort . Le mouvement de l'induit provoque la fermeture du contact de déclenchement du relais .
La figure 1 montre un exemple de ce type de relais.
Relais de protection électromécanique
Figure 1 - Relais de protection électromécanique
De nos jours, les relais de protection électroniques (à semi-conducteurs) et à microprocesseur sont couramment utilisés dans les services d'électricité.
Les relais électroniques ont une seule fonction de protection et différents relais doivent être utilisés pour différentes fonctions .
Les relais à microprocesseur disposent de nombreuses fonctionnalités telles que la protection, le contrôle et la surveillance.
Appareils électroniques intelligents (IED)
Les relais à microprocesseur sont connus sous le nom de dispositifs électroniques intelligents ( IED ), qui peuvent fournir 5 à 12 fonctions de protection , 5 à 8 fonctions de contrôle contrôlant des dispositifs séparés, une fonction de réenclenchement, une fonction de surveillance automatique et des fonctions de communication .
·         De nombreuses fonctions dans un seul relais
·         Paramètres de groupe facilement modifiables pour les modifications de la configuration du chargeur
·         Relais de sortie programmables
·         Ports de communication pour la connexion à SCADA - Contrôle de supervision et acquisition de données (systèmes, modems et ordinateurs personnels)
·         Séquence d'événements stockée pour de nombreuses failles récentes
·         Oscillographie ou capture de forme d'onde - stockage des données de forme d'onde de courant et de tension avant et après la défaillance pour l'analyse des défauts
·         Des mesures
·         Interverrouillage
·         Aide à la maintenance du disjoncteur. Le défaut d'interruption, par phase, peut être enregistré
·         Fault Locater - Affiche la distance à l'erreur
Dans la figure 2 est possible de voir un exemple d'un DEI .
IED
Figure 2 - IED
Les fonctions et la complexité du DEI doivent être définies en fonction de l'équipement à protéger, des caractéristiques du réseau et des actions complémentaires requises.
Les DEI actuels sont conçus pour satisfaire aux exigences de la norme CEI [2] 61850 , protocole de communication utilisé. Cette norme a été spécialement développée pour l' automatisation des postes et fournit des capacités d'interopérabilité et de communication avancées.
L'augmentation du nombre de points de protection, de contrôle et de surveillance entraîne une augmentation significative du volume de données sur les postes.
Ces données sont généralement primitives et stockées sous forme numérique. Il doit être traité et analysé avant tout utilisateur est en mesure d'utiliser l'avantage de celui-ci.
Dans le système de protection classique, les données et le signal de commande du relais sont envoyés via une unité RTU ( Remote Terminal Unit ) au système SCADA .
Des câbles extensifs et coûteux peuvent être requis entre les différentes baies de la sous-station et la salle de contrôle.
Dans un système de protection moderne utilisant un relais IED , le câblage d'interconnexion entre les transducteurs et les compteurs n'est plus requis.
Les signaux de données et de contrôle du relais IED sont envoyés directement au système SCADA via le réseau de communication dédié haute vitesse . Le volume de données augmente considérablement lorsqu'un IED est utilisé comme élément de contrôle et source de données.
Pour fournir la connectivité nécessaire entre les divers composants du système, un réseau de données LONWORKS Local Operating Network ( LON ) est utilisé.
La norme CEI 61850 définit les protocoles de communication requis , qui peuvent fonctionner sur des réseaux TCP / IP ou des sous-stations LAN en utilisant Ethernet commuté haute vitesse pour obtenir les temps de réponse nécessaires en dessous de quatre millisecondes pour le relais de protection.
Relais de protection et codes
Dans les sous-stations MT et HT, les équipements, les appareillages de commutation et les centrales électriques, les relais de protection les plus courants sont indiqués ci-dessous, et entre les crochets leur code est indiqué conformément aux normes IEEE / ANSI [3] / IEC :
·         Protection de palier ( 38 )
·         Protection contre les défaillances du disjoncteur ( 50 BF )
·         Protection différentielle de barres omnibus ( 87B )
·         Surintensité de terre directionnelle ( 67N / 67G )
·         Surintensité de phase directionnelle ( 67 )
·         Surintensité instantanée de la terre ( 50N / 50G )
·         Surintensité de phase instantanée ( 50 )
·         Perte de champ / protection d'excitation ( 40 )
·         Perte de phase ( 48 )
·         Protection contre l'excitation ( 24 )
·         Surfréquence et sous-fréquence ( 81 )
·         Protection différentielle de ligne aérienne ( 87L )
·         Protection de distance de ligne aérienne ( 21 )
·         Protection contre les surcharges ( 49 )
·         Protection contre la survitesse ( 12 )
·         Surtension ( 59 )
·         Défaut à la terre restreint ( 64G / 64REF )
·         Protection de puissance inverse ( 32 )
·         Surintensité de terre à temporisation ( 51N / 51G )
·         Surintensité de phase temporisée ( 51 )
·         Protection différentielle de transformateur ( 87P )
·         Sous-tension ( 27 )
·         Faible fin d'alimentation ( 21WI )
·         Mauvaise protection de la séquence de phase ( 47 )
Principalement dans les lignes aériennes HT, les transformateurs de puissance HT et les transformateurs de puissance MT avec une puissance nominale supérieure à 3-4 MVA , afin d'augmenter la fiabilité et la sécurité du système, est une pratique courante d'utiliser deux protections: une protection principale " et une protection de secours " .
Protection avec des fusibles
Un fusible est un type de résistance à faible résistance qui agit comme un «dispositif sacrificiel» pour fournir une protection contre les surintensités qui est encore utilisée dans certaines installations BT et MT .
Son composant essentiel est un fil métallique ou une bande qui fond lorsque trop de courant circule , ce qui interrompt le circuit, de sorte que d'autres dommages par surchauffe ou incendie sont évités.
La bande de métal ou le fil comme une petite section transversale par rapport aux conducteurs du circuit et est entouré par un boîtier incombustible ( boîtier) .
L' élément de fusible est fait de zinc, de cuivre, d'argent, d'aluminium ou d'alliages pour fournir des caractéristiques stables et prévisibles.
Le boîtier peut être en céramique, en verre, en plastique, en fibre de verre, en stratifié de mica moulé ou en fibre comprimée moulée selon le fabricant, l'application et la classe de tension.
Les fusibles sont montés sur des porte-fusibles , spécialement conçus pour chaque type ou famille de fusibles et de tensions nominales telles que le fusible HRC .
Des exemples de fusibles et de supports sont montrés sur les figures 3 et 4.
Fusible et support de type NH NH
Figure 3 - Fusible et support de type LV NH
Fusibles MT et support
Figure 4 - Fusibles MT et support
Les principales caractéristiques électriques des fusibles sont:
·         Tension nominale
·         Courant assigné ( n ): courant maximum que le fusible peut conduire en continu sans interrompre le circuit.
·         Pouvoir de coupure ( 1 ): courant maximal potentiel que le fusible peut interrompre. C'est la valeur maximale du test du fusible. Ce courant est très élevé, généralement compris entre 20 kA et 63 kA .
·         Courant de coupure minimum ( f ): courant minimum pouvant souffler et interrompre le fusible
·         Courant non- fusible conventionnel ( nf ): valeur du courant spécifiée comme celle que le fusible est capable de porter pendant une durée spécifiée (temps conventionnel) sans fusion, exprimée en multiple de n (par exemple nf = 1,25 x I n)
·         Fusion nominale ( 2 t ): mesure de l'énergie nécessaire pour faire fondre l'élément de fusion (basée sur la loi Joule ) et est une valeur constante pour chaque élément de fusion.
·         Courbe temps-courant: montre le temps d'activation du fusible (vitesse) en fonction du courant (est généralement indiqué par les fabricants, selon les normes)
La figure 5 montre un exemple de courbe temps-courant.
Fusibles Courbe de temps-courant
Figure 5 - Fusible courbe temps-courant
La température ambiante modifie les paramètres opérationnels d'un fusible et un déclassement de la température est nécessaire.
À titre d'exemple, un fusible de 1 A à 25 ºC peut entraîner jusqu'à 10% ou 20% decourant en plus à -40 ºC et peut s'ouvrir à 80% de sa valeur nominale à 100 ºC .
Les valeurs de fonctionnement varient avec chaque famille de fusibles et sont fournies dans les fiches techniques du fabricant.
Les principaux facteurs de sélection d'un fusible sont:
·         Courant de fonctionnement normal
·         Tension nominale (AC ou DC)
·         Température ambiante
·         Courant de surcharge et durée d'ouverture du fusible
·         Courant de défaut maximum disponible
·         Impulsions, courants de surintensité, courants d'appel, courants de démarrage et transitoires du circuit
·         Limites de taille physique, telles que la longueur, le diamètre ou la hauteur
·         Caractéristiques des fusibles (type de montage / facteur de forme, facilité de retrait, câbles axiaux, indication visuelle, etc.)
·         Caractéristiques du porte-fusible, le cas échéant, et réitération associée
·         Application
·         Normes et normes de câblage nationales
La norme française NF EN 60269 classe les fusibles en fonction des courbes temporelles, des fonctions et des applications. Cette classification, largement utilisée dans de nombreux pays, est:
·         gL / gG
·         Les fonctions
·         Protection des câbles et des appareils électriques. Discrimination assurée entre deux fusibles ou avec une marge de deux courants nominaux (par exemple 160 A et 100 A)
·         Applications
·         Protection à tous les niveaux de la distribution d'énergie électrique dans les industries et les résidences contre les surcharges et les courts-circuits. Tableau principal, tableaux de distribution, compartiments principaux.
·         un m
·         Les fonctions
·         La protection directe des moteurs doit fonctionner conjointement avec un dispositif de protection externe (relais thermique). Discrimination facile avec les fusibles gGpositionnés en amont. Discrimination assurée entre deux fusibles où il y a une marge de deux courants nominaux (par exemple 160 A et 100 A)
·         Applications
·         Protection des moteurs basse tension.
·         gR
·         Les fonctions
·         Fusible de protection ultra-rapide pour semi-conducteurs, limitation très actuelle, faible 2 xt
·         Applications
·         Protection semi-conductrice de puissance des démarreurs progressifs, des relais statiques, des alimentations sans interruption (ASI), des variateurs de vitesse, de la fréquence
Lorsqu'une installation est protégée par des fusibles, des interrupteurs-sectionneurs en amont des fusibles doivent être utilisés pour des raisons de sécurité , pour assurerl' isolation de l'installation avant de remplacer un fusible ou d'effectuer des travaux de maintenance .
Avec une protection uniquement avec des fusibles , seules les surintensités de phase seront détectées et il est nécessaire de prévoir des relais de protection pour d'autres défauts . Pour un courant de fuite ou un courant de défaut à la terre , un disjoncteur de fuite à la terre (GFCI) est utilisé.

Dans cette situation, les interrupteurs doivent être équipés d'une bobine d'ouverture , qui sera également actionnée par la protection interne des équipements .
Une autre précaution est que les fusibles doivent être munis d'un dispositif mécanique ( gâche ) qui entraînera l' ouverture de l' interrupteur , si un seul fusible est activé , pour assurer la déconnexion totale de l'installation en défaut .
Les fusibles doivent également être munis d'un disque coloré qui tombe lorsque l'élément est soufflé ou d'une fenêtre d'élément, intégrée dans le corps du fusible pour fournir une indication visuelle d'un élément soufflé .
Coordination de classement et de protection

Introduction au classement et à la protection

Lors de la définition des points de consigne des relais de protection ou courant nominal des fusibles et des disjoncteurs basse tension  (tels que ACB (Breaker Air Circuit) ) , il doit être assuré que les valeurs choisies sont appropriés pour la protection de l'équipement et que le disjoncteur qui déclenche ou le fusible qui va souffler est seulement celui associé au circuit défectueux et pas d'autres dispositifs de protection , ce qui pourrait causer de graves perturbations dans le réseau et dans la qualité et la continuité du service .
Pour atteindre cet objectif, une étude de coordination de classification et de protection est requise.
Principes de base
Des études de coordination de relais de protection sont entreprises pour déterminer les réglages du relais de protection .
Les niveaux de défaut doivent être déterminés pour toutes les conditions de fonctionnement du système , ceci étant utilisé pour déterminer la capacité des relais de protection à détecter et à effacer les défauts du système .
Les schémas de protection sont réglés de manière à isoler le moins possible le système électrique , minimisant ainsi les perturbations causées par le défaut .
Les temps de dégagement des relais de protection sont déterminés pour répondre aux exigences de courte durée de l'installation primaire, aux exigences de stabilité des systèmes et aux exigences légales . Nous prenons soin de déterminer les marges de fonctionnement correctes du relais de protection, à la fois en temps et en heure , afin d'éliminer efficacement les dégradations.
Lors du réglage des relais de distance sur les alimentations haute tension à double circuit, le couplage mutuel homopolaire entre les circuits est pris en compte de manière à minimiser la possibilité de sur-ou sous-dépassement .
Les caractéristiques de fonctionnement du relais et leur réglage doivent être soigneusement coordonnés afin d'atteindre la sélectivité .
Le but est essentiellement d'éteindre uniquement le composant défectueux et de laisser le reste du système d'alimentation en service afin de minimiser les interruptions d'alimentation et d'assurer la stabilité .
La sélectivité , ou la discrimination , entre les dispositifs de protection peut être définie comme « la coordination des dispositifs de protection, pour qu'un défaut survenant en un point quelconque du réseau soit éliminé par le dispositif de protection amont, le dispositif de protection immédiatement en amont de le défaut et par ce seul dispositif de protection " .
Voyons un exemple de cette définition en regardant le schéma unifilaire de la figure 6, où il y a des systèmes de protection SP1 à SP6 :
Schéma unifilaire d'installation électrique
Figure 6 - Schéma unifilaire de l'installation électrique
La sélectivité signifie que si une erreur se produit au point A , le seul système de protection à activer est SP5 et les autres systèmes de protection ne doivent pas être activés.
Deux principes sont utilisés pour établir la sélectivité:
·         Discrimination actuelle .
·         Discrimination temps .
Coordination du nivellement et de la protection dans les réseaux BT, MT et HT
Pour établir des études de coordination de classement et de protection, il faut tenir compte de la configuration et de la complexité du réseau .
Les réseaux de distribution BT et d'utilisateurs ont généralement une configuration radiale .
Les réseaux de distribution MT ont généralement une combinaison d' alimentation radiale et à double extrémité avec des configurations sans point et une complexité importante .
Les utilisateurs Les réseaux MT ont généralement une configuration radiale , bien que dans les usines principales, une alimentation à deux extrémités avec une configuration de point NO soit utilisée.
En raison de la complexité des études de coordination et de coordination des réseauxpour les réseaux de transmission HT et de distribution MT , des ingénieurs spécialisés sont nécessaires et l'utilisation de logiciels spécifiques pour l'analyse de réseau comme ETAP, PSS / E, EPSO et PTW .
Les études de coordination du classement et de la protection du réseau des utilisateurs MV sont généralement plus faciles et peuvent suivre les instructions de base qui seront discutées plus loin dans cette section.
Une attention particulière doit être observée dans les limites du réseau de l'entreprise de distribution électrique ( alimentation ) et le protocole de coordination réseau et protection des utilisateurs doit être établi entre les deux entités .
Pour les réseaux BT utilisant des disjoncteurs et / ou des fusibles, la sélectivité " disjoncteur / disjoncteur ", " fusible / fusible " et " disjoncteur / fusible " peut être obtenue en comparant les " courbes temps-courant " pour une certaine valeur de le courant de défaut , en utilisant les principes de « c la discrimination dusyst » et « discrimination du temps », fait référence ci - dessus.
La discrimination de courant est utilisée pour la protection contre les surchargeset la protection est sélective si le rapport entre les seuils de réglage est supérieur à 1,6 .
La discrimination temporelle est utilisée pour la protection contre les courts-circuits , en utilisant un disjoncteur ou un fusible en amont avec une temporisation et ainsi le déclenchement du dispositif en aval est plus rapide ; la protection est sélectivesi le rapport entre les seuils de protection contre les courts-circuits n'est pas inférieurà 1,5 .
Protection des lignes aériennes

Défauts courants dans les lignes aériennes
Les causes les plus fréquentes de défauts dans les lignes aériennes sont:
·         Aéronefs et voitures heurtant des lignes et des structures
·         Oiseaux et animaux
·         Isolants contaminés
·         Chargement de la glace et de la neige
·         Foudre
·         Décharges partielles (corona) non contrôlées
·         Isolateurs perforés ou cassés
·         Des arbres
·         Vent
Dispositifs de protection des lignes aériennes
Les lignes aériennes BT sont protégées contre les surintensités à l' aide de fusibles ou de disjoncteurs .
La protection des lignes aériennes MT est généralement assurée par des relais de surintensité ( 50; 50N; 51; 51N; 67; 67N ) connectés à CT .
Une protection contre les surintensités échelonnées dans le temps ne peut pas être appliquée avec succès aux lignes de transport aériennes HT car il existe généralement de nombreuses sources interconnectées de courants de défaut qui peuvent être limitées par un limiteur de courant de défaut .
Les exigences des schémas de protection pour les lignes aériennes HT sont:
·         Le système de protection doit être capable de détecter tous les défauts sur la ligne protégée.
·         Le système de protection doit être en mesure de faire la distinction entre les défauts sur la ligne protégée et les défauts sur les lignes adjacentes, les bus, les transformateurs, etc.
·         Le système de protection doit être capable d'éliminer les défauts très rapidement (c'est-à-dire en moins d' une seconde ) avant que le système d'alimentation nedevienne instable.
·         Le système de protection doit être fiable et doit pouvoir éliminer les défauts en cas de panne d'un seul équipement.
Pour répondre à ces exigences, les dispositifs de protection courants utilisés dans les lignes aériennes HT sont:
·         Protection différentielle et comparaison de phase
·         Protection de distance
La protection différentielle est principalement utilisée sur les lignes aériennes courtes et la protection de distance sur les lignes aériennes longues .
La distinction entre les lignes aériennes courtes et longues est basée sur une comparaison entre l' inductance et la résistance et la capacité de la ligne aérienne.
Lorsque la résistance et la capacité sont négligeables par rapport à l'inductance , la ligne de tête est considérée comme courte .
Cette comparaison est généralement effectuée en utilisant le diagramme π de la ligne aérienne .
Le niveau de tension, la construction physique de la ligne de transmission, le type et la taille des conducteurs et l'espacement des conducteurs déterminent l'impédance de la ligne et la réponse physique aux conditions de court-circuit, ainsi que le courant de charge.
En outre, le nombre de terminaux de ligne détermine le débit de charge et de courant de défaut, qui doit être pris en compte par le système de protection.
Les lignes parallèles ont également un impact sur le relais, car le couplage mutuel influe sur le courant de terre mesuré par les relais de protection.
La présence de transformateurs à prises sur une ligne, ou de dispositifs de compensation réactifs tels que des batteries de condensateurs en série ou des réactances shunt, influence également le choix du système de protection et les réglages du dispositif de protection.
Pour cette raison, une étude détaillée de la ligne aérienne est nécessaire pour choisir les relais de protection les plus appropriés à utiliser.
Cependant, il est habituel de considérer une ligne courte comme ayant une longueur allant jusqu'à 80-100 km , en fonction du niveau de tension et des caractéristiques du réseau.
Environ 90% des défauts de ligne aérienne sont transitoires et les défauts peuvent être:
·         Phase-à-terre
·         Phase-à-phase
·         Phase-à-phase-à-la-terre
·         Trois phases
Avec de tels défauts, un seul pôle-déclenchement peut être nécessaire et la ligne peut être remise en service immédiatement après que les disjoncteurs se soient déclenchés .
Par conséquent, les schémas de déclenchement unipolaire et de réenclenchement automatique sont normalement utilisés dans les disjoncteurs associés aux lignes aériennes de transmission (généralement V ≥ 220 kV ).
Si le courant de défaut est interrompu par les disjoncteurs, l' arc de contournementest immédiatement éteint et l'air ionisé se dissipe .
La réenclenchement automatique sera normalement réussi après un délai de seulement quelques cycles .
Lors de l'exécution de travaux sous tension, les dispositifs de réenclenchement automatique sur les lignes en cours de traitement doivent être réglés sur non-refermeture .
Les disjoncteurs doivent être conçus spécifiquement pour ces performances et être exemptés de l'inconstance des poteaux jusqu'à ce qu'un ordre de déclenchement définitif soit donné .
Protection différentielle et de comparaison de phase
Le principe fondamental de la protection différentielle ( loi des courants de Kirchhoff ) est appliqué à la ligne de transmission en comparant le courant entrant dans la ligne à un terminal, avec la ligne de départ actuelle à l'autre borne .
Les relais différentiels de ligne à chaque extrémité de la ligne de transmission de comparer les données sur le courant de ligne par l' intermédiaire d' une liaison de communication à fibres optiques , habituellement par OPGW ( puissance optique câble de terre cable), utilisé pour la conception d'éclairage protection de la ligne aérienne , wich a à l'intérieur câbles à fibres optiques .
La figure 7 montre le schéma de la protection différentielle .
Diagramme de protection différentielle de ligne aérienne
Figure 7 - Diagramme de protection différentielle des lignes aériennes
Un autre système de relais de protection pour les lignes de transmission HT , basé sur le principe de protection différentielle qui est utilisé de nos jours même pour leslignes longues , est la protection par comparaison de phase .
Ce système utilise le principe de la comparaison de l'angle de phase entre les courants aux deux extrémités de la ligne protégée . Pendant les défauts externes, le courant entrant dans la ligne a le même angle de phase relatif que le courant quittant la ligne , et les relais de comparaison de phase à chaque borne mesurent peu ou pas de différence d'angle de phase .
La protection se stabilise donc et aucun déclenchement ne se produit . Pour un défaut interne, le courant pénètre dans la ligne aux deux extrémités et les relais de comparaison de phase détectent cette différence d'angle de phase . Le relais fonctionne alors pour effacer le défaut .
Avec les schémas de comparaison de phase, les relais de démarrage sont utilisés pour démarrer le processus de comparaison de phase chaque fois qu'une condition de défaut est détectée . Ces relais de démarrage doivent fonctionner pour les défauts internes et externes .
Un canal de communication fiable est requis pour la protection de comparaison de phase et la fibre optique dans les câbles OPGW a été utilisée.
La figure 8 montre le le schéma unifilaire de Merz Prix système d'équilibrage de tension pour la protection de la ligne triphasée
Diagramme de protection de comparaison de phase
Figure 8 - Diagramme de protection de comparaison de phase
Des CT identiques sont placés dans chaque phase aux deux extrémités de la ligne . La paire de TC à chaque extrémité est connectée en série avec un relais de manière que, dans des conditions normales , leurs tensions secondaires soient égales et en opposition , c'est-à-dire qu'elles s'équilibrent .
Dans des conditions saines, le courant entrant dans la ligne à une extrémité est égal à celui qui la laisse à l'autre extrémité .
Par conséquent , des tensions égales et opposées sont induites dans les secondaires du CT aux deux extrémités de la ligne . Le résultat est qu'aucun courant ne traverse les relais .
Quand une défaillance se produit au niveau du point F sur la ligne comme le montre la figure 8 , il entraîne une plus grande courant d' écoulement à travers CT 1 à CT par deux .
En conséquence, leurs tensions secondaires deviennent inégales et le courant circulant traverse les fils pilotes et les relais. Les disjoncteurs aux deux extrémités de la ligne se déclencheront et la ligne défectueuse sera isolée.
Protection de distance
Un relais de distance mesure l' impédance d'une ligne en utilisant la tension et le courant appliqués au relais .
Quand une panne survient sur une ligne , le courant augmente considérablement et la tension s'effondre de manière significative .
Comme l' impédance d'une ligne de transmission est proportionnelle à sa longueur , pour la mesure de distance, il convient d'utiliser un relais capable de mesurer l'impédance d'une ligne jusqu'à un point prédéterminé (le point d'atteinte ).
Le relais de distance (également appelé relais d'impédance ) détermine l' impédancepar l'équation Z = U / I ( loi Ohm ).
Un tel relais est conçu pour fonctionner uniquement pour les défauts se produisant entre l'emplacement du relais et le point d'accès sélectionné , ce qui donne une discrimination pour les défauts qui peuvent survenir dans différentes sections de ligne.
L' impédance apparente ainsi calculée est comparée à l' impédance du point d'atteinte .
Si l' impédance mesurée est inférieure à l'impédance du point d'atteinte , il est supposé qu'il existe un défaut sur la ligne entre le relais et le point d'atteinte.
Si l' impédance est dans le réglage de portée du relais , il fonctionnera.
Des protections de distance sont installées aux deux extrémités de la ligne et une communication est établie entre elles , comme le montre la figure 9.
Diagramme de protection de distance de ligne aérienne
Figure 9 - Diagramme de protection de distance de ligne aérienne
Les performances du relais de distance sont définies en termes de précision de portée et de durée de fonctionnement .
La précision de la portée est une comparaison de la portée ohmique réelle du relaisdans des conditions pratiques avec valeur de réglage relais en ohms et dépend enparticulier du niveau de tension présenté au relais en cas de défaut .
Les techniques de mesure d'impédance utilisées dans des conceptions de relais particulières ont également un impact.
Les temps de fonctionnement peuvent varier en fonction du courant de défaut, de la position de défaut par rapport au réglage du relais et du point de l'onde de tension à laquelle le défaut se produit .
En fonction des techniques de mesure employées dans un modèle de relais particulier, mesure des erreurs transitoires du signal, telles que celles produites par le condensateur VT ( CVT ) ou CT saturant , peuvent également retarder le fonctionnement du relais pour les défauts proches du point d'atteinte .
Les caractéristiques des relais de distance - forme de protection - sont définies comme une fonction graphique de la résistance ( R ) et de l' impédance ( ) de la ligne - diagramme R / X ou admittance .
Les formes typiques sont circulaires ( caractéristique mho ) et quadrilatérales , qui sont représentées sur les figures 10 et 11.
Mho caractéristique
Figure 10 - Caractéristique Mho
Caractéristique quadrilatérale
Figure 11 - Caractéristique quadrilatérale
L' élément d' impédance mho est généralement connu en tant que tel parce que sa caractéristique est une ligne droite sur un diagramme d'admittance .
Les caractéristiques d' impédance polygonale sont très flexibles en termes de couverture d'impédance de défaut pour les défauts de phase et de terre et pour cette raison, de nos jours la plupart des relais de distance offrent cette forme de caractéristique .
Relais de distance peuvent avoir jusqu'à cinq zones , certains ensemble pour mesurer dans la r direction de Réverse (utilisé comme barre omnibus protection de sauvegarde ). A chaque zone correspond un temps d'activation du relais .
Les relais de distance sont utilisés des deux côtés de la ligne et chacun d'entre eux voit le défaut sur différentes périodes de temps , en fonction de la distance du point défectueux ( F ) à chaque extrémité de la ligne .
Considérant une ligne aérienne reliant les sous-stations A et B , F sera vu premièrement par le relais de distance installé dans la sous - station plus près de F et le disjoncteur respectif se déclenchera d'abord que le disjoncteur placé au niveau duautre sous-station .
Pour éviter que le défaut de court-circuit continue à être alimenté par l' autre côté de la ligne jusqu'à ce que la protection de distance respective actionne une liaison de communication entre les relais de protection , habituellement par fibre optique dans OPGW câbles .
Il n'est pas pratique de régler un relais d'impédance pour mesurer exactement l' impédance de la ligne jusqu'au disjoncteur à l'extrémité distante . Cela est dû à des erreurs et des inexactitudes dans des choses telles que CT, VT, relais, calcul de l'impédance de ligne, etc .
Pour cette raison, nous réglons le relais pour mesurer ou atteindre une impédance inférieure à la longueur totale de la ligne (la zone de réglage 1 jusqu'à 85% peut être sûre et la marge de sécurité de 15-20% garantit qu'il n'y a aucun risque de la protection de la zone 1 dépassant la ligne protégée en raison de ces erreurs et inexactitudes, sinon il y aurait une perte de discrimination avec une protection d'exploitation correcte sur la section de ligne suivante ).
Une sélection minutieuse des réglages de portée et des temps de déclenchement pour les différentes zones de mesure permet une coordination correcte entre les relais de distance sur un système d'alimentation.
Réenclenchement
Comme analysé à la section 4.2, la plupart des défauts sur les lignes aériennes sont asymétriques et transitoires.
Le réenclenchement automatique est effectué par l'intermédiaire d'un relais ( relais à réenclenchement automatique ) initié par les dispositifs de protection de la ligne aérienne , comme celui illustré à la figure 12.
Relais d'auto-réenclenchement
Figure 12 - Relais de réenclenchement automatique
Il existe différentes raisons pour refermer une ligne . Il est impératif de recueillir les commentaires et les conseils des groupes de planification et des groupes opérationnels pour déterminer les pratiques de réenclenchement appropriées pour un service et une région donnés . Voici quelques-unes des principales considérations pour le réenclenchement du niveau de transmission:
·         Stabilité du système
·         Sécurité du système
·         Continuité de service.
Les paramètres les plus importants d'un schéma de réenclenchement automatique sont:
·         Temps mort
·         Récupérer le temps
·         Un ou plusieurs voyages
Ces paramètres sont influencés par:
·         Type de protection
·         Type d'appareillage
·         Problèmes de stabilité possibles
·         Effets sur les différents types de consommateurs
Refermeture peut être soit haut débit sans surveillance ou temps différé , encadré par des éléments de tension / synchronisation . La décision quant à laquelle appliquer doit peser le bénéfice et les conséquences de chacun pour déterminer l'acceptabilité du risque dans la demande particulière .
Le réenclenchement sur les lignes non critiques , tel que déterminé précédemment par les groupes de planification, peut varier, et en fonction de la philosophie de protection et de l'équipement appliqué .
Les pratiques varient entre les services publics; Les pratiques de réenclenchement varient également en fonction des niveaux de tension et du type de ligne considérée .
Certaines entreprises se referment automatiquement pour tous les défauts et bloquent uniquement la perte de communications . Certains utilitaires se refermentsi la vitesse d'effacement est suffisamment rapide , indépendamment de la configuration du défaut .
La stabilité du système est un facteur déterminant sur la tentative de réenclenchement automatique à grande vitesse.
Les problèmes impliqués dépendent de la faiblesse ou de la force du système de transmission .
Avec un système faible , la perte d'un lien de transmission peut conduire rapidementà un angle de phase excessif à travers le disjoncteur utilisé pour la refermeture , empêchant ainsi une refermeture réussie .
Dans un système relativement fort , le taux de changement de l'angle de phase sera lent , de sorte que l' auto-réenclenchement différé peut être appliqué avec succès .
Cela inclut les problèmes de refermeture trop lente et les inquiétudes que le système entre en instabilité s'il est refermé sur une ligne défectueuse .
Dans les situations où le refermeture sur une ligne défectueuse n'affecte pas la stabilité du système , des tentatives de réenclenchement multi-trajets peuvent être possibles. Dans ce cas, la restauration de la ligne est nécessaire plus pour la continuité de la charge aux clients .
En Europe, il est habituel d'utiliser des systèmes d'auto-réenclenchement uniquement dans les réseaux HT , bien que dans certains pays, comme les États-Unis et le Brésil, ces systèmes soient également utilisés dans les réseaux MT .
Le type le plus courant de panne du système d'alimentation est l'amorçage des isolateurs sur les lignes de transport aériennes, en raison de la foudre.
Le nombre de défauts par an est proportionnel à la longueur et est approximativement inversement proportionnel au niveau de tension.
Les chiffres indicatifs des fautes sont:
·          Lignes aériennes de 500 kV - défaillances par année par 100 km .
·         Lignes aériennes 150-400 kV - failles par an et par 100 km .
·         Lignes aériennes de 60-138 kV - pannes par an et par 100 km .
Pour les lignes aériennes jusqu'à 49,5 kV, les chiffres sont proportionnellement plus élevés.
Le tableau 1 montre les statistiques de succès de l'élimination des fautes d'auto-réenclenchement:
Tableau 1 - Succès statistique du dédouanement des fautes
Succès statistique du dédouanement des fautes
Protection des câbles d'alimentation 

Types communs de défauts et de causes
Les modes de défaillance courants et les défauts des câbles sont:
Pannes électriquement induites
Ceux-ci impliquent la foudre, les surtensions et les décharges partielles .
Les décharges partielles peuvent être causées par une mauvaise conception du système d'isolation ou par des défauts de fabrication.
Défaillances induites mécaniquement
Une défaillance induite mécaniquement peut se produire pendant l'installation en raison de l' utilisation d'une tension de traction excessive et / ou d'un dépassement des rayons de courbure minimaux .
Le câble peut également être endommagé pendant la construction lorsque les engins de terrassement peuvent creuser dans le câble ou les rangées de câbles, comme dans les câbles sous-marins .
Des flexions et des torsions répétées pendant l'installation ou la mise en service peuvent entraîner une déformation irréversible des fils conducteurs .
Défaillances induites thermiquement
La dégradation thermique fait perdre à l' isolation du câble ses propriétés physiqueset est due à une surcharge au-delà de sa capacité nominale pour des périodes prolongées et / ou des conditions de température ambiante excessive .
Dégâts de blindage métalliques (semi-conducteurs)
Ce mode de défaillance décrit où le bouclier cesse d'exécuter sa fonction .
Pour que le bouclier puisse remplir sa fonction, sa résistivité volumique doit toujours rester suffisamment faible . Cependant, lorsque le blindage métallique est endommagé ou corrodé, sa résistivité volumique est affectée par la température .
A des températures plus élevées , la résistivité volumique de l'augmentation de blindage métallique de manière significative ( en raison des charges de pointe, les courants de déséquilibre ou des courants de circulation ) donnant lieu à des gradients de haute tension au niveau des bords métalliques tranchants qui conduira à effet corona / décharge et les dégâts d' arc ( de l' extérieur dans ).
La couronne et les arcs conduiront à une éventuelle défaillance de l' isolation des câbles .
Mauvais Contact de Bouclier Métallique
C'est le cas lorsque le blindage métallique est isolé du blindage semi-conducteur en raison d'un mauvais contact , de ce qui peut être causé par une couche de corrosion ou une accumulation de tartre sur le blindage métallique .
Une telle condition entraînera une différence de potentiel entre le blindage semi-conducteur et le blindage métallique qui provoquera un arc entre les deux blindages. .
Cela entraînera des dommages d'arc de l'extérieur dans le bouclier semi-conducteur et l'isolation et une éventuelle défaillance du câble , ce qui est plus grave s'il y a plusieurs zones de mauvais contact ou de coupures entre les deux systèmes de blindage .
Les défaillances dans la plupart des cas se produisent aux extrémités ou aux joints(où l' isolation fabriquée en usine est perturbée ).
Les causes les plus spécifiques des défaillances du câble d'alimentation sont les suivantes:
·         Court-circuit entre phase et terre
·         Court-circuit entre phases
·         Résistance d'isolation réduite
·         Résistance diélectrique réduite
·         Décharge partielle excessive
Certaines des principales causes de défaillance des câbles sont:
·         Vieillissement
·         Corrosion de la gaine
·         Ponction électrique
·         Les surtensions dues au feu et à la foudre
·         Chauffage des câbles
·         Les échecs mécaniques
·         Humidité dans l'isolation
·         Mauvaise sélection ou application
Protection différentielle
Le moyen idéal de protéger n'importe quel équipement d'un système d'alimentation est de comparer le courant entrant dans cet équipement avec le courant qui le quitte.
Dans des conditions de santé normales, les deux sont égaux . Si les deux courants ne sont pas égaux, une erreur doit exister.
Ceci est fait par la protection différentielle (87) qui a été discutée à la section 4 ( protection des lignes aériennes ) et qui sera également discutée à la section 6 ( Protection du transformateur ).
Il n'est pas économique ou pratique de prévoir un canal de communication entre les extrémités d'un dispositif d'alimentation pour permettre la comparaison des courants entrant et sortant du dispositif d'alimentation.
Pour cette raison, ce type de protection n'est pas couramment utilisé sur les dévidoirs de câbles BT et BT et est utilisé par certaines sociétés de transport d'électricitédans les câbles HT , principalement pour des tensions supérieures à 123 kV .
Dans ce cas, la protection différentielle est utilisée comme protection principale et la protection contre les surintensités est utilisée comme protection de secours .
Protection contre les surintensités pour câbles

Pour définir le type de protection contre les surintensités pour les câbles d'alimentation est nécessaire de regarder d'abord la configuration du réseau .
Les réseaux de distribution MT peuvent avoir plusieurs types de configurations:
·         Radial
·         Type annelé
·         Alimentation double-extrémité sans point
Une combinaison des types mentionnés ci-dessus est utilisée, et les configurations les plus courantes sont l' alimentation radiale et à double extrémité avec un point NO .
Les réseaux de distribution BT sont généralement radiaux.
Les réseaux internes et privés d'installations et de bâtiments MT et BT sont généralement radiaux , mais dans les grandes installations, une alimentation à deux extrémités avec un point NO peut être observée dans les réseaux MT .
Les départs-câbles BT peuvent être protégés contre les surintensités par des fusibles(une solution courante pour les réseaux de distribution en Europe et en Amérique du Nord) ou par des dispositifs magnétiques thermiques dans les disjoncteurs .
Les câbles d'alimentation MT , à savoir dans les réseaux de distribution publique en Europe et en Amérique du Nord, peuvent être protégés par des fusibles contre les surintensités .
Avec les alimentations radiales et les alimentations à deux extrémités avec point NO, il n'y a qu'un seul point d'alimentation possible et le courant de défaut est dans une seule direction . La protection contre les surintensités peut donc être utilisée pour assurer une protection adéquate .
Les relais communs utilisés pour cette protection sont la surintensité de phase instantanée ( 50 ) la surintensité de terre instantanée ( 50N ) , la surintensité de phase temporisée ( 51 ) et la surintensité de temporisation ( 51N ).
Le courant entrant dans le départ au disjoncteur est mesuré au moyen d'un TC , comme indiqué sur la Figure 13.
Schéma de câblage de protection contre les surintensités
Figure 13 - Schéma de câblage de la protection contre les surintensités
Considérons la situation d'un dispositif d' alimentation de câble entre les stations A et B, B étant situé en aval de A .
La protection contre les surtensions à l'extrémité d'alimentation du chargeur à la station A doit fonctionner pour tous les défauts sur le chargeur , mais ne doit pas fonctionner pour des défauts au - delà de la station B .
Si nous considérons d'abord un relais de surintensité instantané , alors le réglageest déterminé par l' amplitude du courant de défaut à la fin de l'alimentation de la station B qui est le courant de défaut inférieur. sur le câble.
Idéalement , le relais sera réglé pour que le courant de défaut et il ne doit pas fonctionner pour une faute au - delà de la station .
Cependant, dans la pratique, il n'est pas possible d'être aussi précis pour les raisons suivantes:
·         Il n'est pas possible pour le relais de différencier les défauts très proches, mais qui sont de chaque côté du Bus 'B', car la différence de courant serait extrêmement faible.
·         Des imprécisions dans les TC et les relais, et les effets de la distorsion de la forme d'onde de courant dans des conditions transitoires produisent des erreurs dans la réponse du schéma de protection .
·         L' amplitude du courant de défaut ne peut pas être établie avec précision puisque tous les paramètres peuvent ne pas être connus , et l' impédance de source du système d'alimentation change à mesure que les générateurs sont mis en et hors service .
Une solution pour résoudre ce problème consiste à régler le relais de surintensité instantané pour dépasser le terminal distant et introduire un délai défini pour déclencher le disjoncteur. .
Ce délai permettra aux relais à maximum de courant à la station à distance de fonctionner pour éliminer les défauts au - delà de bus B avant le temps retardé le déclenchement peut avoir lieu à la station d'alimentation A .
Ce type de retard a l' inconvénient majeur que toutes les fautes seront éliminées lentement, même les failles très proches , qui ont le plus grand courant de défaut .
Cet effacement temporisé des courants de défaut élevés est généralement inacceptable , et le schéma de protection de départ le plus courant , qui surmonte le problème , utilise un relais de surintensité à temps inverse ( 51) conjointement avec le relais de surintensité instantané ( 50 ).
Afin d'assurer que le relais de surintensité instantanée ne pas fonctionner inutilement les défauts à la station à distance , ( qui devrait être effacé par la protection de surintensité ou fusibles à cette station ), il doit être réglé pour protéger seulement une partie du dispositif d' alimentation . Un maximum de sécurité pour la plupart des types de relais est de 80% de la longueur du chargeur .
La limite est déterminée par les caractéristiques du relais utilisé et la longueur du chargeur . Si le chargeur est long, un pourcentage élevé de la ligne peut être protégé ; mais avec des lignes courtes, il peut être moins ; et avec des lignes très courtes, il peut ne pas être possible d'appliquer une protection instantanée contre les surintensités .
Ce type de protection est connu sous le nom de protection contre les surintensités instantanées à seuil élevé ( HS ) .
Avec un tel relais réglé pour détecter des défauts sur 80% du chargeur, les 20% restants sont laissés sans protection . Ceci n'est bien sûr pas acceptable . Fournir une protection pour les derniers 20% de la ligne d'alimentation, avec un temps minimum défini , ou un temps minimum défini inverse on peut utiliser un relais .
Le relais à temps minimum défini "inverse" a une courbe temps-courant "caractéristique comme le montre la figure 14.
Courbe caractéristique "temps-courant" du relais de temps minimum inverse défini
Figure 14 - Courbe caractéristique "temps-courant" du relais à temps minimum défini inverse
En utilisant cette caractéristique " courbe temporelle ", il faut définir la coordination des protections en amont et en aval , un sujet qui a été discuté à la section 3.3.
Maintenant, regardons un chargeur d'alimentation typique qui fournit des transformateurs clients à de nombreux points différents le long de sa longueur .
Les mêmes relais de surintensité instantanés à seuil élevé et de surintensité temporisée inversée sont utilisés, et le relais HS doit être réglé de manière à ne pas fonctionner pour les défauts au-delà du premier branchement .
Le relais HS sera donc réglé pour fonctionner avec des défauts jusqu'à 80% de la distance jusqu'au premier robinet .
Les critères utilisés pour le réglage du relais à maximum de courant inverse sont:
1.    Le relais ne doit pas fonctionner pour le courant de charge maximal qui sera transporté par le chargeur.
2.    Le réglage du relais doit être suffisamment sensible pour que le relais fonctionne et éliminer les défauts à la toute fin du chargeur.
3.    La caractéristique de fonctionnement du relais doit être réglée pour être coordonnée avec d'autres dispositifs de protection, tels que des fusibles, «en aval» de la station d'alimentation.
Ce type de système de protection fournira une protection adéquate pour les mangeoires .
Cependant, cet arrangement présente certains inconvénients , en particulier pour les départs longs . Le principal inconvénient est que la plupart des défauts sont lents à effacer car le relais de surintensité à temps inverse doit fonctionner. Cette libération lente des dérangements perturbe généralement les clients sur le chargeur affecté .
Les critères utilisés pour le réglage du relais de surintensité instantané à seuil élevésont:
1.    Le relais doit être réglé pour fonctionner en cas de panne jusqu'à la première prise du chargeur, mais pas au-delà.
2.    En pratique, le relais est réglé pour fonctionner avec des défauts jusqu'à 80% de la distance jusqu'au premier branchement.
3.    Ceci fournit un dégagement rapide pour les défauts de haut niveau proches de l'alimentation
Dans les réseaux avec une configuration de type annelé courant de défaut peut circuler dans les deux sens , et la protection contre les surintensités d'alimentation à la station d'alimentation peut nécessiter une surveillance directionnelle sur les départsque dans une situation normale ont une seule direction actuelle .
Un relais directionnel - maximum de courant phase directionnelle ( 67 ) et à maximum de courant à la terre directionnel ( 67N ) - doit être utilisé lorsque le courant de court-circuit entre phase et terre ( I » 1 ) est plus faible que le courant capacitif résiduel maximal [4] CM ). dans la même situation - CM ≥ I " K1 .
Le courant de court-circuit phase-terre dépend du système de mise à la terre neutre du réseau.
La protection directionnelle à maximum de courant comprend un relais de surintensité et un relais directionnel de puissance .
Le relais directionnel de puissance n'est pas utilisé pour mesurer la puissance , mais est agencé pour répondre à la direction du flux de puissance .
Le relais de protection est connecté à CT et VT , comme illustré à la Figure 16.
Schéma de câblage de protection de surintensité directionnelle
Figure 16 - Schéma de câblage de la protection contre les surintensités directionnelles
Protection du transformateur

Défaillances du transformateur
Des défauts de transformateur peuvent survenir dans le diélectrique ( huile, gaz [5]ou résines / vernis ), en raison du vieillissement, de la contamination par l'air, de la formation de gaz et du manque de pression et de niveau .
Les enroulements peuvent également être soumis à des défauts , tels que la surchauffe et la panne d'isolation .
La surchauffe peut être provoquée par des surcharges supérieures aux surcharges admissibles spécifiées par les fabricants , conformément aux normes CEI ( 60354 pour les transformateurs remplis d'huile et 60905 pour les transformateurs secs ) et aux défauts externes , tels que les courts-circuits sur les installations aval . La plupart de ces défauts peuvent être limités par l' entretien correct d'un transformateur .
Une surchauffe peut provoquer une panne de l'isolation des enroulements.
Protections intégrées du transformateur
Les transformateurs sont fournis avec des protections internes ( intégrées ) pour la pression d'huile, le niveau et la température, la défaillance diélectrique (formation de gaz), la température d'enroulement et le changeur de prises en charge .
Selon le type de construction des transformateurs, les protections suivantes doivent être fournies:
Transformateurs remplis d'huile avec conservateur
·         Relais Buccholz pour défaillance diélectrique ( 2 étapes : alarme et déclenchement )
·         Pression d'huile et interrupteurs de niveau ( 2 étapes : alarme et déclenchement )
·         Thermostat pour la température de l'huile ( 2 étapes : alarme et déclenchement )
·         Protection du changeur de prises en charge ( 2 étapes : alarme et déclenchement )
Le relais Buccholz a plusieurs méthodes pour détecter un transformateur défaillant .
·         Lors d'une accumulation lente de gaz , due peut-être à une légère surcharge , le gaz produit par la décomposition de l'huile isolante s'accumule dans la partie supérieure du relais et fait baisser le niveau d'huile . Un interrupteur à flotteurdans le relais est utilisé pour déclencher un signal d'alarme . Selon la conception, un deuxième flotteur peut également servir à détecter les fuites d'huile lentes .
·         Si un arc se forme , l'accumulation de gaz est rapide et l' huile s'écoule rapidement dans le conservateur . Ce flux d'huile actionne un interrupteur fixé à une palette située sur le trajet de l'huile en mouvement .
Relais Buchholz ont un port d'essai pour permettre au gaz accumulé à retirer pour les tests . Le gaz inflammable trouvé dans le relais indique un défaut interne tel qu'une surchauffe ou un arc électrique , alors que l' air trouvé dans le relais peut indiquer seulement un niveau d'huile bas ou une fuite .
Transformateurs scellés remplis d'huile
·         Détection de gaz et niveau d'huile, pression et température en un seul équipement ( DGPT2 - Détection de Gaz, Pression et Température ) avec 2 niveaux ( alarme et déclenchement )
Transformateurs secs
·         Température des enroulements à 2 niveaux ( alarme et déclenchement ) - détecteur de température à résistance PT 100 ( platine ) ou PTC ( coefficient de température positif ), c'est-à-dire un thermisteur ( matériau semi-conducteur sensible à la température ).
Ces protections ont une action directe sur les bobines de déclenchement des disjoncteurs.
Protection différentielle
Les transformateurs et autotransformateurs pour les tensions supérieures à 49,5 kV et les transformateurs MT de puissance nominale supérieure à 3-4 MVA ont généralement comme protection principale une protection différentielle ( 87T ), pour les défauts d'enroulement - court-circuit entre spires d'un enroulement ou enroulements correspondant à phase court-circuit de type triphasé ou triphasé .
S'il n'y a pas de connexion de mise à la terre / mise à la terre au point d'emplacement du transformateur , cette protection peut également être utilisée pour protéger contre les défauts à la terre .
Si le courant de défaut à la terre est limité par l' impédance , il n'est généralement pas possible de régler le seuil de courant à une valeur inférieure au courant limite .
La protection différentielle est connectée aux transformateurs de courant CT (Transformateur de courant ) des deux côtés du transformateur ( primaire et secondaire).
·         Problème relatif au rapport de transformation et à la méthode de couplage
Les courants primaire et secondaire ont des amplitudes différentes du fait du rapport de transformation et des différentes phases selon la méthode de couplage (le transformateur delta-étoile effectue un déphasage de 30 ° ). Par conséquent, les valeurs de courant mesurées doivent être réajustées de sorte que les signaux comparés soient égaux pendant le fonctionnement normal .
Ceci est fait en utilisant des transformateurs auxiliaires correspondants dont le rôle est d' équilibrer les amplitudes et les phases .
Lorsqu'un côté du transformateur est connecté en étoile avec un neutre mis à la terre , les transformateurs correspondants de ce côté sont connectés en triangle , de sorte que les courants résiduels qui seraient détectés lors de l'apparition d'un défaut à la terre en dehors du transformateur sont effacés.
La figure 16 montre un exemple de connexion de la protection différentielle , utilisant des transformateurs auxiliaires correspondants .
Diagramme de protection différentielle du transformateur
Figure 16 - Diagramme de protection différentielle du transformateur
De nos jours, avec les unités de protection électroniques et microproces- sées , cette compensation se fait par logiciel .
La fonction de la protection est basée sur le rapport de transformation " qui peut être exprimé par l'équation:
n = (U 1 / U 2 ) = (I 2 / I 1 )
1 : tension primaire, 2 : tension secondaire, 1 : courant primaire, 2 : courant secondaire).
La relation ci-dessus est une conséquence de l'équation de la puissancenominale ( S ) du transformateur:
S = √3 x U 1 x I 1 = √3 x U 2 x I 2
·         Problème relatif au courant d'appel du transformateur
La commutation du transformateur provoque un très fort courant transitoire ( de 8 à 15 I n ) qui ne traverse que l'enroulement primaire et dure plusieurs dixièmes de seconde.
Il est ainsi détecté par la protection comme un courant différentiel et dure beaucoup plus longtemps que le temps de fonctionnement de la protection ( 30 ms ). Une détection basée uniquement sur la différence entre les courants primaire et secondaire du transformateur entraînerait l' activation de la protection . Par conséquent, la protection doit être capable de distinguer entre un courant différentiel dû à un défaut et un courant d'appel différentiel .
L'expérience a montré que l' onde de courant d'appel contient au moins 20% de composantes de second harmonique , alors que ce pourcentage n'est jamais supérieur à 5% lors de l'apparition d'une surintensité due à un défaut à l'intérieur du trans formateur.
La protection doit donc être simplement verrouillée lorsque le pourcentage de seconde composante harmonique par rapport à la composante harmonique fondamentale ( 50 Hz ou 60 Hz ) est supérieur à 15% , soit " 2 / I 1 > 15% " .
·         Problème relatif au courant magnétisant lors de l'apparition d'une surtension d'origine externe
Le courant de magnétisation , ou courant d'excitation , est le courant qui circule dans l'enroulement primaire d'un transformateur de puissance lorsqu'aucune charge n'est connectée à l'enroulement secondaire ; ce courant établit le champ magnétiquedans le noyau et fournit de l' énergie pour les pertes de puissance à vide dans le noyau . Il est responsable des " pertes de fer ".
Le courant magnétisant constitue une différence entre les courants primaire et secondaire du transformateur . Il est donc détecté comme un courant de défaut par la protection différentielle même s'il n'est pas dû à un défaut .
En fonctionnement normal , ce courant magnétisant est très faible et n'atteint pas le seuil de protection .
Cependant, lorsqu'une surtension survient à l'extérieur du transformateur , le matériau magnétique se sature (en général, les transformateurs sont dimensionnés pour pouvoir fonctionner à la limite de saturation pour la tension d'alimentation nominale), et la valeur du courant magnétisant augmente considérablement . Le seuil de fonctionnement de la protection peut donc être atteint .
L'expérience a montré que le courant magnétisant dû à la saturation magnétique a un taux élevé de composants de cinquième harmonique .
La protection différentielle du transformateur nécessite donc des fonctions assez complexes car elle doit pouvoir mesurer les deuxième et cinquième courants harmoniques ou, pour éviter de mesurer des courants de cinquième harmonique, elle doit pouvoir détecter des surtensions d'origine externe .
Les caractéristiques de la protection différentielle du transformateur sont liées aux spécifications du transformateur :
·         Taux de transformation
·         Groupe de vecteur
·         Courant d'appel
·         Courant magnétisant permanent
Protection contre les surcharges dans Transformer

Le critère de base pour le chargement du transformateur est la température du point le plus chaud de l'isolation solide (point chaud ). Il doit pas dépasser la valeur prescrite , afin d'éviter les défauts d'isolement , car l capacité de oading des transformateurs de puissance est limitée principalement par la température d' enroulement .
La température de l'isolation solide est le principal facteur de vieillissement des transformateurs.
Avec la température et le temps , le isolation cellulosique subit un processus de dépolymérisation . Lorsque la chaîne de cellulose se raccourcit , les propriétés mécaniques du papier telles que la résistance à la traction et l'élasticité se dégradent. Finalement, le papier devient cassant et n'est pas capable de supporter les forces de court-circuit et même les vibrations normales qui font partie de la vie du transformateur . Cette situation caractérise la fin de vie de l' isolation solide et puisqu'elle n'est pas réversible , elle définit également la fin de vie du transformateur.
Des surcharges de transformateur peuvent se produire lors de conditions de contingence qui sont le produit d' un, de deux ou de plusieurs éléments du système isolés du système . Ils peuvent également se produire lorsque les transformateurs sesituent déjà entre 80% et 90% de leur indice nominal complet et qu'une capacité supplémentaire est nécessaire , en particulier pendant les étés chauds .
Traditionnellement, les relais de surintensité à temps inverse ont été utilisés pour la protection contre les surcharges , mais une difficulté est que les transformateurs sont généralement à l'extérieur où la température ambiante affecte leur capacité de charge , et donc les réglages optimaux de ces relais.
Cependant, pour les transformateurs de puissance immergés dans des liquides , la température du point chaud d'enroulement est le facteur important dans la vie à long terme du transformateur .
La température de l'huile isolante dépend de la température de l' enroulement et sert à indiquer les conditions de fonctionnement du transformateur . De nombreux relais numériques de protection de transformateur disponibles aujourd'hui incluent des fonctions de protection qui fonctionnent sur des températures d'huile isolantes, une perte de vie calculée due à une température d'huile élevée et des températures d'huile prévues en raison de la charge .
Ces types de fonctions ne sont pas couramment utilisés , mais les pratiquesmodernes d'exploitation des services publics tentent de maximiser l'utilisation des transformateurs de puissance , ce qui peut augmenter l'apparition de conditions de surchauffe et le vieillissement des transformateurs . Les conditions de surchauffe et le vieillissement accéléré sont des événements indésirables qui doivent être identifiés et protégés .
Fonction la plus commune prévue pour la protection thermique des transformateurs de puissance est la surcharge thermique ( ANSI / IEEE / IEC 49 ) de fonction .
La capacité thermique utilisée est calculée selon un modèle mathématique qui prend en compte:
·         Valeurs rms actuelles [6]
·         Température ambiante
·         Courant négatif de la séquence.
La protection donne un tour de consigne lorsque la chaleur augmente E , calculée en fonction de la mesure d'un courant équivalent eq , est supérieur au point de consigne s .
Le temps de déclenchement de la protection est déterminée par la constante de temps T .
La fonction de protection contre les surcharges thermiques peut être utilisée pour protéger les équipements à deux vitesses de fonctionnement , par exemple les transformateurs avec deux modes de ventilation , avec ou sans ventilation forcée ( ONAN / ONAF - huile naturel-air naturel / huile naturelle-air forcé ).
Protection contre les surintensités à Transforemer

Les transformateurs MT d' une puissance nominale allant jusqu'à 2,5-3 MVA sont généralement protégés uniquement contre les surintensités à l' aide de relais à maximum de courant - maximum de courant de phase instantanée (50), à maximum de courant de terre instantanée (50N), le retard de temps maximum de courant de phase (51) et à maximum de courant de terre de temporisation (51N) .
Cet ensemble de protections est utilisé sur les transformateurs HT et les transformateurs MT avec une puissance nominale supérieure à 3-4 MVA comme protection de secours , en plus de la protection différentielle .
Dans certaines installations et réseaux, les transformateurs MT / BT d'une puissance nominale allant jusqu'à 630-1250 kVA peuvent être protégés contre les surintensités par fusibles associés à des interrupteurs-sectionneurs , comme le montre le Figure 17.
Interrupteur-sectionneur MT associé à des fusibles
Figure 17 - Interrupteur-sectionneur MT associé à des fusibles
Pour la protection des transformateurs de puissance, les fabricants fournissent des tableaux permettant de choisir le courant nominal d'un fusible , en tenant comptetension et de la puissance assignées , comme indiqué dans le Tableau 2, conformément aux normes CEI .
Les tableaux varient d'un fabricant à l'autre, selon les normes utilisées, étant recommandé d'utiliser le tableau fourni par le fabricant sélectionné.
Tableau 2 - Courant assigné des fusibles pour la protection des transformateurs de puissance
Courant nominal des fusibles pour la protection des transformateurs de puissance
Protection contre les défauts de la terre restreinte
La protection contre les défauts à la terre restreinte ( 64G / 64REF) est utilisée comme complément ou pour remplacer la protection différentielle pour les défauts d'enroulement phase-terre ; La figure 18 montre le schéma de cette protection.
Diagramme de protection de défaut à la terre restreint du transformateur
Figure 18 - Diagramme de protection contre les défauts à la terre restreint du transformateur
Dans un transformateur avec un enroulement en étoile , si un défaut externe se produit, le courant traversant la phase défectueuse est égal au courant traversant le conducteur neutre ; par conséquent, le courant à travers la protection est zéro , ce qui rend cette protection non sensible aux défauts externes au transformateur .
Si les charges sont déséquilibrées, la somme des trois courants traversants n'est pas nulle et il y a un courant dans le conducteur neutre , mais la somme de tous les courants ( phases et neutre ) est nulle , donc cette protection n'est pas sensible aux charges déséquilibrées .
Transformers Système de protection incendie
Nous en avons déjà discuté en détail dans notre article précédent " Transformers Fire Protection System - Causes, Types & Exigences ".
Protection du moteur

Pannes et défauts de moteur communs
Il est important de connaître et de comprendre les défaillances et défauts du moteurpour définir les dispositifs de protection les mieux adaptés à chaque cas . Vous devez également connaître les termes importants liés au contrôle et à la protection des moteurs. .

Les moteurs de machines non statiques sont soumis à des contraintes électriques et mécaniques .
Les pannes de moteur sont de trois types : électriques, mécaniques et mécaniques qui progressent en électricité .
Les pannes et les défauts courants du moteur sont:
·         Échec de roulement
·         Panne d'isolation
·         Rotor bloqué
·         Surchauffe
·         Surcharge (électrique et mécanique)
·         Le déséquilibre de phase et tout déséquilibre de tension conduiront à un déséquilibre de courant encore plus élevé.
·         Courir en marche arrière
·         Désalignement d'arbre
·         Vibration
Une surchauffe peut survenir en cas de sous-dimensionnement du moteur , de refroidissement insuffisant à basse vitesse lors de l'utilisation de variateurs de vitesse ( VSD ) , de modifications de la charge sur le moteur telles qu'un équipement bloqué et des conditions ambiantes chaudes .
Une panne d'isolation , conduisant à des enroulements brûlés , implique un court-circuit dans le moteur ou dans le circuit d'alimentation du moteur , et peut être causée par une surchauffe, des surcharges et des surtensions. .
Environ 80% des défaillances du moteur électrique sont dues à des dommages d'enroulement dans le stator du moteur et à des défauts de palier .
Une défaillance des roulements sur les moteurs peut être une indication des roulements incorrects pour l'application .
Un moteur monté verticalement a besoin de roulements différents puis d'un moteur monté horizontalement . Un moteur d' entraînement d' une grande ou une unité multi-bande va nécessiter des paliers qui manipulent de grandes charges radiales . Un moteur boulonné à une plaque de base déformée se tord .
Les roulements sont généralement petits comparés aux autres composants principaux du moteur , ce qui les rend particulièrement vulnérables aux dommages et à l'usure ; Certaines études imputent plus de la moitié de toutes les défaillances du moteur à un dysfonctionnement du palier , dont la plupart résultent d'une lubrification trop faible ou excessive . Une autre cause importante de défaillancedes paliers est le défaut d'alignement .
Mauvais alignement des arbres se détruire roulements bien avant leur vie de travail complète . L' arbre du moteur doit être directement aligné avec l'arbre qu'il entraîne, ce qui ne peut être réalisé que par des techniques d'alignement de précision telles que le laser .
D'autres problèmes pouvant survenir avec les moteurs sont:
·         Entrée d'eau et de poussière dans les bobines du stator ou dans le boîtier des bornes entraînant des courts-circuits
·         Pieds de moteur à pied souple boulonnés hors de niveau
·         Mauvais montage du moteur ou type de boîtier
·         Déséquilibre électrique ou mécanique
Le bruit indique des problèmes de moteur mais ne cause habituellement pas de dommages . Le bruit , cependant, est généralement accompagné de vibrations .
Les vibrations peuvent causer des dommages de plusieurs façons . Il tend à ébranler les enroulements et endommage mécaniquement l'isolation en fissurant, en écaillant ou en abrasant le matériau . La fragilisation des fils de plomb résultant d'un mouvement excessif et de l'étincelage de la brosse au niveau des commutateurs ou des bagues collectrices de courant résulte également de la vibration.
Enfin, les vibrations peuvent accélérer la défaillance des paliers en faisant en sorte que les billes "brinnell" des coussinets soient déformées ou que les logements se desserrent dans les coquilles .
Chaque fois qu'un bruit ou des vibrations sont détectés dans un moteur en fonctionnement, la source doit être rapidement isolée et corrigée .
Ce qui semble être une source évidente de bruit ou de vibration peut être le symptôme d'un problème caché. Par conséquent, une enquête approfondie est souvent nécessaire.
Le bruit et les vibrations peuvent être provoqués par un arbre de moteur mal alignéou peuvent être transmis au moteur par la machine entraînée ou le système de transmission de puissance . Ils peuvent également être le résultat d' un déséquilibre électrique ou mécanique dans le moteur .
Un déséquilibre électrique se produit lorsque l' attraction magnétique entre le stator et le rotor est inégale autour de la périphérie du moteur . Cela fait fléchir l' arbre lorsqu'il tourne, créant un déséquilibre mécanique . Un déséquilibre électriqueindique généralement une défaillance électrique telle qu'un enroulement de stator ou de rotor ouvert , une barre ou un anneau ouvert dans des moteurs à cage d'écureuil ou des bobines de champ court - circuitées dans des moteurs synchronesUn entrefer irrégulier, provenant généralement de roulements à manchon mal usés, produit également un déséquilibre électrique .
Les principales causes de déséquilibre mécanique comprennent un montage déformé, un arbre coudé, un rotor mal équilibré, des pièces détachées sur le rotor ou de mauvais roulements . Le bruit peut également provenir du ventilateur qui heurte le cadre, le carénage ou des corps étrangers à l'intérieur du carénage . Si les roulements sont défectueux , comme indiqué par un bruit de roulement excessif , il est nécessaire de déterminer pourquoi les roulements ont échoué .
Un autre problème auquel les moteurs peuvent faire face est une longue période de démarrage . Si un moteur est soumis à de nombreux démarrages successifs , les enroulements de rotor ou les barres de rotor peuvent être chauffés jusqu'à un point où les connexions électriques entre les barres de rotor et les bagues d'extrémité sont endommagées .
Dispositifs de protection du moteur
Peu importe la tension et la taille des moteurs, ils sont protégés contre les surintensités (court-circuit) et les surcharges .
Les moteurs BT de petite et moyenne taille ne sont généralement protégés que contre les surcharges et les courts-circuits, et les gros moteurs BT et les moteurs MTont également d'autres protections .
Les protections contre les surcharges et les surintensités doivent être conçues pour être insensibles aux courants d'appel au démarrage , afin d' éviter une interruption de courant intempestive .
Pour les moteurs BT la protection contre les surintensités et les courts-circuits peut être réalisée par des fusibles , associés à interrupteurs ou instantanées des disjoncteurs de déclenchement qui répondent aux immédiats ( quasi instantanée ) valeurs de courant de court - circuit, défaut à la terre, ou le courant de rotor bloqué .
Les disjoncteurs à temps inverse ont des caractéristiques de déclenchement thermique et instantané et sont préréglés pour déclencher à des niveaux normalisés .
C'est le type le plus commun de disjoncteur utilisé dans les métiers du bâtiment pour la construction résidentielle, commerciale et lourde.
L' action thermique de ce disjoncteur réagit à la chaleur . Si les entrées et les sorties de ventilation d' un moteur ne sont pas suffisantes pour dissiper la chaleur des enroulements du moteur, la chaleur sera détectée par l' action thermique du disjoncteur .
Si un court-circuit devait se produire, l' action magnétique du disjoncteur détecterait les valeurs instantanées du courant et déclencherait le disjoncteur .
Les fusibles sont généralement pas adaptés à la protection contre les surcharges , parce que si dimensionné pour assurer une protection contre les surcharges , ils soufflaient lorsque le moteur démarre en raison de courant élevé du moteur de démarrage , bien qu'ils puissent être utilisés comme protection contre les surcharges de sauvegarde .
La protection avec des fusibles présente le risque d'endommager le moteur en une seule phase lorsqu'un seul fusible saute, sauf si une protection monophasée est fournie ; ce sujet sera discuté plus tard dans ce chapitre.
Les moteurs BT de grande taille et les moteurs MT sont protégés contre les courts-circuits ( phase-phase et phase-terre ) par des relais de surintensité ( 50; 50N; 51; 51N ) connectés à CT .
La protection contre les surcharges est normalement assurée par un relais de surcharge thermique . Ce relais peut être des types suivants:
Bande bi-métal
Une protection contre les surcharges thermiques accueillera le court courant de démarrage élevé d'un moteur tout en le protégeant avec précision contre une surcharge de courant de fonctionnement . La bobine de chauffage et l' action de la bande bimétallique introduisent une temporisation qui permet au moteur de démarrer et de se stabiliser en courant de fonctionnement normal sans déclenchement de surcharge thermique . Les protections contre les surcharges thermiques peuvent être réinitialisées manuellement ou automatiquement enfonction de leur application et réglées avec précision sur le courant de fonctionnement du moteur . ajusteur qui leur permet d'être
La température ambiante dans laquelle se trouve le démarreur et le moteur doit être prise en compte lors de la sélection des relais à bande bimétallique, car une température ambiante élevée réduit le temps de déclenchement de la surcharge .
Un temps de déclenchement de surcharge réduit peut entraîner un déclenchement intempestif si un moteur se trouve à une température ambiante plus froide que le démarreur et entraîne une usure du moteur lorsque le moteur se trouve à une température ambiante plus élevée que le démarreur .
La plupart des dispositifs de surcharge thermique sont prévus pour une utilisation à une température maximale de 40 ºC , et un déclassement du relais peut être nécessaire .
La plupart des relais sont réglables sur une plage de 85% à 115% de leur valeur.
Certains modèles sont disponibles avec compensation ambiante . Un point de déclenchement des dispositifs à compensation ambiante n'est pas affecté par la température ambiante et fonctionne de manière cohérente avec la même valeur de courant.
Ce type de relais est couramment utilisé sur les moteurs basse et moyenne tension BT.
Les normes et les données des fabricants indiquent généralement la consigne de régulation recommandée pour ce type de relais en fonction de la puissance nominale du moteur ; mêmes tables montrent aussi des courants nominaux recommandés des fusibles ( de type aM ou gG - voir la section 2.4) et des disjoncteurs instantanés qui sont associés aux relais de protection contre les surtensions , comme indiqué dans le tableau 3.
Tableau 3 - Courant nominal des fusibles pour la protection du moteur
Fusibles nominaux actuels pour la protection du moteur
Relais électroniques de surcharge numérique
Ce type de protection est utilisé pour les gros moteurs BT et les moteurs HT , et contient un microprocesseur . Ces appareils peuvent modéliser le chauffage des enroulements du moteur en surveillant le courant du moteur et ils peuvent également inclure des fonctions de mesure et de communication.
La protection commune des gros moteurs BT et des moteurs MT est généralement assurée par les dispositifs de protection suivants:
·         Protection contre les surcharges: 49
·         Surintensité de phase instantanée: 50
·         Surintensité instantanée de la terre: 50N / 50G
·         Surintensité de phase temporisée: 51
·         Surintensité de terre de temporisation: 51N / 51G
Dans certaines situations, il n'est pas recommandé de protéger les moteurs contre les surcharges ; c'est le cas des pompes à eau anti-incendie et des ventilateurs d'évacuation des fumées .
Les très gros moteurs BT et les moteurs MT sont chers et il est généralement judicieux de prévoir des systèmes de protection plus complets . Ces systèmes comprennent:
·         Moniteurs et protection de la température des paliers ( 38 )
·         Protection différentielle ( 87M )
·         Séquence de démarrage incomplète / longue durée de protection ( 66 )
·         Séquence de phase négative ( protection contre l'inversion de phase )
·         Protection contre la surchauffe
·         Déséquilibre de phase ou protection contre les défaillances de phase ( 47 )
·         Stall ou blocage de la protection du rotor
·         Protection sous et surtension ( 27 et 59 , respectivement)
·         Moniteurs de vibration et protection (39)
·         Moniteurs de température d'enroulement et dispositifs de protection
La protection différentielle est souvent fournie pour les moteurs de taille moyenne et grande avec des tensions d'alimentation supérieures à environ 4 kV , et les disjoncteurs à déclenchement électrique ( déclencheur à émission de courant ) . La protection différentielle fournit une direction à grande vitesse et un dégagement des défauts sur les enroulements du stator du moteur .
Lorsque le système d'alimentation est solidement mis à la terre, la protection différentielle détecte les défauts phase-phase et phase-terre .
Avec une protection différentielle, le courant à chaque extrémité de chaque enroulement est comparé pour déterminer quand une condition de défaut existe .
Cette fonction nécessite deux jeux de TC , l' un au début du dispositif d'alimentation du moteur et l'autre au point étoile .
La fonction de protection différentielle ne peut être utilisée que si les deux côtés de chaque phase du stator sont sortis du moteur pour une connexion externe de sorte quele courant de phase entrant et sortant de chaque phase peut être mesuré . L' élément différentiel soustrait le courant sortant de chaque phase du courant entrant dans chaque phase et compare le résultat ou la différence avec le niveau de prélèvement différentiel.
Si cette différence est égale ou supérieure au niveau de détection, un déclenchement se produira .
La figure 19 montre un exemple de cette protection.
Protection différentielle du moteur
Figure 19 - Protection différentielle du moteur
En utilisant six TC dans une configuration de sommation , pendant le démarrage du moteur, les valeurs des deux TC sur chaque phase peuvent ne pas être égalescar les CT ne sont pas parfaitement identiques et des courants asymétriquespeuvent provoquer des sorties différentes du TC sur chaque phase .
Pour éviter les déclenchements intempestifs dans cette configuration, il peut être nécessaire de régler le niveau différentiel moins sensible , ou le différentiel temporisépeut être étendu à rouler à travers la période de problème pendant le démarrage du moteur .
Le délai différentiel de fonctionnement peut ensuite être ajusté à une application de telle sorte qu'il réagisse très rapidement et soit sensible aux faibles niveaux de courant différentiel .
La protection contre la surchauffe des enroulements est généralement effectuée avec des détecteurs de température à résistance ( RTD ) et des dispositifs de thermistanceet d'arrêt automatique peuvent être installés. La fixation d'un ventilateur d'appoint séparé pour aider le ventilateur du moteur résout le problème de surchauffe lorsqu'un VSD est utilisé pour contrôler le moteur .
Séquence de démarrage incomplète / longue durée de démarrage entraîne une surchauffe du rotor .
Comme il n'est pas possible de mesurer physiquement la chaleur du rotor sur des moteurs à cage d'écureuil, il est nécessaire de déterminer la chaleur en mesurant le courant que le rotor tire à travers le stator pour exciter le rotor. Une réplique thermique du rotor est établie en utilisant une courbe 2 t .
L' interdiction de redémarrage se bloquer à l'utilisateur de démarrer le moteur si le relais a déterminé que le rotor a atteint une température qui va endommager le rotor doit commencer être tentée . Le relais permettra donc seulement un redémarrage si le rotor dispose d'une réserve thermique suffisante pour démarrer .
La protection des paliers est généralement réalisée par RTD et t hermistor pour surveiller la température .
La protection contre les vibrations utilise des capteurs / accéléromètresgénéralement placés aux endroits clés du moteur et des roulements .
Étant donné que les roulements sont la partie portante de la chaîne de traction mécanique, les accéléromètres doivent être placés à l'entrée et à la sortie.
La figure 20 montre un exemple de capteurs de vibration et d'emplacements recommandés.
Capteurs de vibration de moteur
Figure 20 - Capteurs de vibrations du moteur
De nos jours, les DEI (voir la section 2.1) regroupant toutes les fonctions de protection requises sont couramment utilisés pour les gros moteurs BT et les moteurs MT .
Protection de générateur

Erreurs de générateur communes
Les fautes du générateur sont généralement classées en défauts internes et externes ; les défauts internes sont dus à des problèmes dans les composants du générateur et les défauts externes sont dus à des conditions de fonctionnement anormales et à des défauts sur les réseaux externes .
Les défauts sur le moteur principal [7] et les systèmes associés ne seront pas discutés car ils sont généralement définis au stade de la conception mécanique de l'équipement.
Cependant, ils doivent être intégrés dans les protections du générateur à des fins de déclenchement.
Les défauts internes peuvent être électriques ou mécaniques
1. Défauts du stator
·         Les enroulements surchauffent
·         Bobine défaut phase-phase
·         Enroulement phase-terre
·         Défaut inter-tour
2. Les défauts du rotor
·         faille terrestre
·         Court-circuit d' enroulement ( rotor enroulé )
·         Surchauffe
3. Perte de champ / excitation [8]
4. Générateur déphasé
5. fonctionnement du moteur
6. Surchauffe des roulements et manque de pression de l'huile de lubrification
7. Vibration
Des enroulements de stator surchauffe peuvent être provoqués par les surcharges permanentes et phase-phase et des défauts de terre sont dus à une rupture d'isolation .
Le court-circuit de l'enroulement du rotor entraîne une augmentation du courant d'excitation et une diminution de la tension d'excitation .
La surchauffe du rotor est une conséquence des courants déséquilibrés sur le stator dus à:
·         Voyage unipolaire
·         Défaut d'enroulement du stator
·         Séquence de phase négative
Une séquence de phase négative et des courants déséquilibrés dans les courants du stator produisent un flux d'induit tournant dans la direction opposée au rotor , induisant des courants de Foucault dans la masse du rotor .
Ces courants de Foucault , qui sont à deux fois la fréquence du système ( 50 Hz ou 60 Hz ), provoqueront une surchauffe locale à la périphérie du rotor, ce qui pourrait entraîner une faiblesse des cales et des anneaux de retenue du rotor .
Lorsqu'un générateur perd son excitation (ou son champ ), la puissance réactivepasse du système d'alimentation au générateur . Le générateur perd alors son synchronisme et fonctionne comme un générateur d'induction, au-dessus de la vitesse synchrone .
Au-dessus de la vitesse synchrone, le rotor commence à osciller pour tenter de se synchroniser , ce qui entraîne une surchauffe et d'autres dommages . Tant que le système est stable , la puissance réactive ( MVAr ) s'écoulera dans le générateur et la machine continuera à éteindre la puissance active ( MW ).
Le fonctionnement du moteur des générateurs peut se produire lorsque l' alimentation en vapeur ou en eau de la turbine tombe en panne et que les générateurs sont alimentés par le système électrique .
Dans les turbines à vapeur, la vapeur agit comme un liquide de refroidissement , en maintenant les aubes à une température constante . Une panne de l'alimentation en vapeur peut provoquer une surchauffe des lames . Sur certaines machines, la hausse de température est très faible et l' automobile peut être tolérée pendant un temps considérable .
La turbine hydraulique aura une cavitation ( formation puis implosion immédiate des cavités dans le liquide - petites zones sans liquide (« bulles ») - qui sont la conséquence des forces agissant sur le liquide ).
Cela se produit habituellement lorsqu'un liquide est soumis à des changements rapides de pression qui provoquent la formation de cavités où la pression est relativement faible .
La cavitation est une cause importante d'usure . Lors de l'entrée dans des zones à haute pression , les bulles de cavitation qui implosent sur une surface métalliqueprovoquent une contrainte cyclique par implosion répétée , entraînant une fatigue de surface du métal .
Les défauts du système d'alimentation externe et les conditions de fonctionnement anormales sont:
·         Défauts externes de court-circuit
·         Connexion non synchronisée du générateur
·         Pas-de-pas (glissement de poteau ou perte de synchronisation)
·         Surcharges
·         Survitesse
·         Déséquilibre de phase et séquence de phase négative
·         Sous et sur fréquence
·         Sous et sur les tensions
Un défaut de compensation défrichées ou lent sur le système de réseau peut provoquer des générateurs de départ pôles de glisser , ou aller « hors étape » avec le reste du système .
Une telle condition est indésirable car des contraintes mécaniques nuisibles sont exercées sur l'arbre , et les fortes oscillations de puissance ont un effet perturbateur sur les tensions du système d'alimentation .
Un défaut de synchronisme peut être provoqué par un court-circuit externe, la coupure d'une charge inductive importante ou par un défaut au niveau du système d'excitation .
La survitesse est la conséquence d'une coupure soudaine de la charge totale ou d'une réduction importante de la charge .
Dispositifs de protection de générateur
Les génératrices sont les pièces d'équipement les plus chères des systèmes électriques.
Des systèmes de relais de protection fiables sont donc nécessaires pour détecter et éliminer rapidement les défauts du générateur afin de minimiser les dommages et de réduire le temps de réparation au minimum .
La protection contre les défauts phase-phase des enroulements du stator est réalisée par l'intermédiaire d'un relais différentiel , principe déjà discuté dans d'autres sections. Ce dispositif de protection n'est pas capable de détecter les défauts d'enroulement d'enroulement .
Quand un tel type de défaut se produit , la tension de phase diminue et une tension homopolaire apparaît ; cette tension est détectée par un relais de tension ( code ANSI / IEEE / IEC 60 ) connecté à VT .
La protection contre les défauts à la terre du stator dépend de la mise à la terre du stator .
Pour le système de mise à la terre de résistance, un relais de surintensité est connecté à un TC de type «anneau» dans la connexion de neutre ou à un relais de tension aux bornes de résistance peut être utilisé.
Dans des conditions normales et saines, aucun courant ne traverse la résistance et la tension aux bornes est égale à zéro .
Pour la mise à la terre à travers un transformateur, un relais de tension vérifiant la tension à la résistance connectée au secondaire du transformateur est utilisé.
Dans des conditions de santé normales, le transformateur de mise à la masse nedéveloppe aucune tension secondaire et aucune tension n'est appliquée au relais . Lorsqu'un défaut à la terre du stator se produit , une tension est développée aux bornes secondaires du transformateur de mise à la terre et le relais de tension fonctionne. .
La figure 21 montre une connexion type pour le différentiel du stator et la protection contre les défauts à la terre.
Figure 21 - Protections contre les défauts à la terre du différentiel et du stator
Les défauts de court-circuit de l'enroulement du rotor de la plaie sont protégés par des relais de surintensité .
Les enroulements du rotor peuvent être endommagés par des défauts à la terre.
Le rotor ou l'enroulement de champ sur les grands générateurs thermiques n'est pas mis à la terre , donc un seul défaut à la terre ne produit aucun courant de défaut .
Un seul défaut à la terre augmente cependant le potentiel de l'ensemble du champ et du système d'excitation , et les tensions supplémentaires induites par l'ouverture du disjoncteur principal ou du disjoncteur principal , en particulier dans des conditions de défaut , peuvent augmenter la contrainte sur le terrain , lorsque les transitoires du stator induisent une tension supplémentaire dans les enroulements de champ . Cette tension supplémentaire peut provoquer un deuxième défaut sur l'enroulement de champ .
Un second défaut à groun d peut provoquer un échauffement local du fer qui pourrait fausser le rotor, ce qui provoque un déséquilibre dangereux.
La protection contre les défauts à la terre du rotor peut être assurée par un relais qui commande l'isolation du rotor en appliquant une tension alternative auxiliaire au rotor ou un relais de tension en série avec une résistance élevée ( combinaison de résistances linéaires et non linéaires). méthode courante utilisée de nos jours ) connectée à travers le circuit du rotor , dont le point central est relié à la masse à travers la bobine d'un relais sensible ( code ANSI / IEEE / IEC 64).
De nos jours, la technique moderne nécessite l'utilisation de résistances linéaires et non linéaires .
La figure 22 montre un exemple de protection contre les défauts à la terre du rotor .
Protection du rotor contre les défauts à la terre
Figure 22 - Protection du rotor contre les défauts à la terre
La protection contre la perte de champ utilise un relais qui détecte la variation du flux de puissance réactive. Une caractéristique perte de la protection d'excitationsystème utilise un mho Offset ( impédance ) relais pour mesurer l' impédance de charge du générateur .
Le relais d'impédance Offset Mho est un relais monophasé , fourni par le générateur CT et VT . La perte du relais de champ fonctionnera si la valeur de l'impédance de charge tombe dans les limites de la caractéristique de fonctionnement du relais .
Un relais de temporisation est inclus pour déclencher le déclenchement de la machine si la condition de puissance réactive principale persiste pendant 1 s ( typique ).
Pour éviter la saturation du cœur due à une surexcitation pendant l' exécution et l'arrêt, une protection contre la surexcitation ( code ANSI / IEEE / IEC 59) est utilisée.
La surexcitation peut être expliquée par l'équation suivante:
B = V / f
Où B est la densité de flux magnétique ou induction magnétique ou flux de noyau (unité: tesla - T ), V est la tension appliquée (unité: volt - V ) et f la fréquence (unité: hetz - Hz ).
Pour que le flux de cœur reste en dessous du point de saturation , la tension du générateur ne peut être augmentée que lorsque la fréquence (ou la vitesse) augmente .
Si l' excitation est augmentée trop rapidement , cette condition de surexcitation doit être détectée , et le disjoncteur de champ déclenché .
Les systèmes de protection contre la surexcitation utilisent des relais Volts par Hertz .
Ces relais ont une caractéristique linéaire et fonctionneront si la tension divisée par la fréquence dépasse la valeur définie .
Les enroulements du stator et la protection contre la surchauffe des paliers sont généralement effectués par RTD et t hermistor pour surveiller la température .
La protection contre les déséquilibres de phase du stator utilise couramment un relais de surintensité temporisée inverse , qui est réglé en fonction de la durée maximale pendant laquelle le rotor peut supporter cette surchauffe .
La fonction de protection de la séquence de phase négative du générateur est de protéger la machine contre les effets de surchauffe , à savoir au niveau du rotor , qui résultent d'un déséquilibre des courants de phase du stator .
Cette protection utilise un relais qui compare le courant à deux phases à travers CT , comme le montre la figure 23.
Protection de séquence de phase négative
Figure 23 - Protection de la séquence de phase négative
Les protections sont réglées en fonction du temps maximum que le rotor peut supporter cette surchauffe et le temps est défini par l'équation K = I 2 t (basée sur la loi Joule ).
Les courbes typiques pour cette condition sont montrées dépendent du moteur d'entraînement et sont indiquées par le fabricant .
La protection contre les inversions de courant ( code ANSI / IEEE / IEC 32) utilise un relais directionnel de puissance pour surveiller la charge du générateur ; le relais est alimenté par le générateur CT et VT comme indiqué sur la figure 24 et fonctionne lorsqu'un flux de puissance négatif est détecté .
Protection de puissance inverse
Figure 24 - Protection de l'alimentation inverse
La protection anti-pas détecte une condition causée par des perturbations du système d'alimentation, plutôt que par des défauts du générateur . La protectiondétecte la condition lorsque le générateur glisse son premier pôle et provoque le déclenchement des disjoncteurs du générateur .
La turbine n'est pas déclenchée, ce qui permet de resynchroniser la machine une fois la perturbation du système effacée .
Cette protection peut être considérée comme complémentaire de la protection contre la perte d'excitation.
La condition de décalage se produit avec le générateur à plein champ et la perte de synchronisme due à la sous-excitation se produit lorsque le générateur n'a pas de champ .
La protection anti-pas utilise trois relais de mesure d'impédance . Ces relais sont fournis par le générateur CT et VT et mesurent l' impédance de charge du générateur, détectant une condition d'oscillation de puissance si les trois relais fonctionnent dans la séquence correcte et déclencheront le déclenchement des disjoncteurs HT.
Pour les défauts de court-circuit externes, les relais de surintensité sont utilisés ( 50; 50N; 51; 51N ).
La protection contre les sur et sous-fréquences ( code ANSI / IEEE / IEC 81 ) détecte également les perturbations du système, plutôt que les défauts du générateur. Une rupture majeure du système d'alimentation peut entraîner une puissance de production excessive ou insuffisante pour la charge connectée restante .
Dans le premier cas , la surfréquence , avec des surtensions possibles en raison de la demande de charge réduite . Le fonctionnement dans ce mode ne produira pas de surchauffe à moins que la puissance nominale et la tension nominale d' environ 105% ne soient dépassées .
Les commandes du générateur doivent être ajustées rapidement pour correspondre à la sortie du générateur à la demande de charge .
Avec une production insuffisante pour la charge connectée , la sous- fréquence est le résultat d'une forte demande de charge .
La chute de tension entraîne le régulateur de tension pour augmenter l' excitation . Le résultat est que la surchauffe peut se produire à la fois dans le rotor et le stator . Dans le même temps , plus de puissance est demandée , le générateur étant moins en mesure de l'alimenter à la fréquence décroissante .
Le délestage du système de transmission automatique ou manuel doit idéalement ajuster la charge pour qu'elle corresponde à la production connectée avant qu'un effondrement total du système d'alimentation ne se produise.
Les relais de surtension et de sous-tension ( codes ANSI / IEEE / IEC 59 et 27 ) sont utilisés pour contrôler la tension .
La protection de démarrage supplémentaire de phase est fournie pour détecter une condition où un défaut existe s lorsque le générateur est en cours d'exécution pour accélérer . Les générateurs ne doivent bien sûr pas être mis en marche dans une charge ou dans une condition de défaut.
Pour éviter cela, un système de protections est utilisé qui met en service des relais de surintensité à bas régime. UNIQUEMENT des bas seuil si la fréquence est inférieure à 52 Hz sur les systèmes d'alimentation 60 Hz et 42 Hz sur les systèmes 50 Hz .
De nos jours, les DEI (voir la section 2.1) regroupant toutes les fonctions de protection requises sont couramment utilisés pour la protection des générateurs .
Protection divers

Protection de tension et de fréquence
Les fluctuations de charge et les défaillances des commutateurs et des centrales électriques peuvent entraîner des variations de tension et de fréquence du réseau qui peuvent dépasser les limites acceptées de fonctionnement des équipements et des réseaux .
Cette situation peut entraîner des dommages sur les équipements et une panne partielle ou totale du réseau.
Pour éviter ou minimiser cette situation sous et surtension ( codes 27 et 59, respectivement ) et fréquence ( codes 81U et 81O, respectivement ), des protectionsdoivent être utilisées.
Protection de barre d'autobus
Dans les sous - stations HT, il est courant d'installer un relais de protection de barre omnibus , étant le plus utilisé la protection différentielle ( 87B ).
Ce relais est connecté à tous TC de la sous-station pour évaluer la somme des courants entrants et sortants , comme le montre la figure 25.
Diagramme de protection différentielle de la barre bus
Figure 25 - Diagramme de protection différentielle de barre omnibus
Le principe de fonctionnement de cette protection est basé sur les lois de Kirchhof - loi actuelle .
Le CT de protection du bus doit être situé du côté de l'alimentation des disjoncteurs. Si le CT de protection du bus est situé sur le côté bus du disjoncteur , il existe alors un angle mort de protection .
En utilisant des relais à haute impédance dans la protection différentielle, le système peut être conçu pour être plus tolérant à un CT saturé .
Une résistance non linéaire est connectée à travers les bornes du relais pour limiter la tension à travers le relais différentiel à un valeur sûre pendant les conditions de défaut .
Les relais à haute impédance sont largement utilisés dans la protection différentielle moderne pour les bus haute tension .
L' avantage d'utiliser des relais à haute impédance dans les protections différentielles de bus est qu'ils peuvent être conçus pour rester stables ( ne pas fonctionner ) pour des défauts externes , quand l'un des CT est saturé .
Pour un défaut externe , le pire des cas est avec un CT complètement saturé et l'autre CT non saturé . Le courant différentiel résultant provoquera la tension maximale à travers le relais différentiel . Un réglage de relais (en volts ) est choisi, avec une marge suffisante , pour garantir que la protection différentielle ne fonctionne pas pour cette condition de défaut externe .
La résistance des enroulements secondaires et du câblage du TC doit être connue et utilisée dans les calculs de réglage du relais .
Pour les défauts internes, la haute impédance du relais différentiel force une grande partie du courant différentiel résultant à travers les impédances d'excitation CT . La tension résultante développée aux bornes du relais est essentiellement la tension en circuit ouvert du TC , et sera bien au-dessus du réglage de tension du relais . Une résistance ou varistance non linéaire est connectée aux bornes du relais pour limiter la tension à une valeur sûre en cas de défaut.
Lorsqu'un défaut de bus est détectétous les disjoncteurs de ce bus sont déclenchés . Les défauts de bus sont presque toujours permanentsplutôt que des défauts transitoires .
Il ne doit donc pas y avoir de réenclenchement automatique des disjoncteurs après un défaut de busProtections de bus seront annuler souvent l'auto-refermeture sur tout disjoncteur qui peut avoir été initiée par une autre protection .
De nombreuses sous-stations utilisent des agencements de barre omnibus tels que la barre de bus double , comme le montre la Figure 26, où les départs peuvent être commutés d'un bus à l'autre au moyen d'interrupteurs d'isolement .
Agencement de barre de bus double
Figure 26 - Agencement de barre de bus double
Cela complique quelque peu la protection du bus , car les circuits secondaires du TC doivent être commutés , au moyen du interrupteurs auxiliaires isolateur , pour correspondre au bus approprié.
Il est habituel d'avoir une zone de protection pour chaque section du bus . Ceux-ci sont connus comme zones discriminantes .
Il existe également une autre zone de protection différentielle pour l' ensemble de la sous - station , connue sous le nom de zone de contrôle .
Pour que le déclenchement d'un bus ait lieu avec cette disposition, il est nécessaire à la fois de faire fonctionner un relais de zone de discrimination et le relais de zone de contrôle .
Protection contre l'échec du disjoncteur
Dans les sous - stations HT, l'utilisation d' une protection contre les défaillances de disjoncteur ( 50BF ) est fréquente , si un disjoncteur ne se déclenche pas par un ordre de déclenchement , détecté par la non-extinction du courant de défaut , cette protection envoie une commande de déclenchement au disjoncteur. briseurs en amont ou adjacents .
La fonction de protection contre les défaillances du disjoncteur est activée par un signal binaire 0/1 reçu des fonctions de protection contre les surintensités ( 50/51, 50N / 51N, 46, 67N, 67 ). Il vérifie la disparition du courant pendant l' intervalle de temps spécifié par le délai T .
On peut également prendre en compte la position du disjoncteur , lire sur les entrées logiques pour déterminer l' ouverture réelle du disjoncteur . Le câblage d'un contact de position de disjoncteur fermé sans tension sur l' entrée de l'éditeur d'équation fermée du disjoncteur peut garantir que la protection est effective dans les situations suivantes:
·         Lorsque 50BF est activé par la fonction de protection 50N / 51N ( consigne I s0 <0,2 I n ), la détection de la consigne de courant 50BF peut éventuellement ne pas être opérationnelle .
·         Lorsque la surveillance du circuit de déclenchement ( TCS ) est utilisée, le contact du disjoncteur fermé est court-circuité .
L'activation automatique de cette fonction de protection nécessite l'utilisation de la fonction de commande du disjoncteur logique . Une entrée spécifique peut également être utilisée pour activer la protection à partir de l'éditeur d'équations . Cette option est utile pour ajouter des cas spéciaux d'activation (par exemple déclenchement par une unité de protection externe ).
La sortie temporisée de l'unité de protection doit être affectée à une sortie logique via la matrice de contrôle.
Le démarrage et l' arrêt de la temporisation counte r sont conditionnées par la présence d'un courant au- dessus du point de consigne ( I> I s ).
Faible fin d'alimentation
Une protection d'entrée d'extrémité faible est un complément à la protection de distance utilisée si la valeur du courant de défaut dans la ligne aérienne est inférieure à la régulation du point de consigne de la protection de distance .
Protection des banques de condensateurs
Quand il s'agit de facteur de puissance , chaque phase d'une batterie de condensateurs est formée par des groupes de condensateurs en association sériepour l' amélioration du facteur de puissance . Les 3 phases sont alors connectées en étoile , étant le point neutre isolé ou mis à la terre , en fonction du fonctionnement du réseau , comme le montre la figure 27.
Diagramme d'une batterie de condensateurs
Figure 27 - Schéma d'une batterie de condensateurs
Les défauts courants des banques de condensateurs sont:
·         Condensateurs court-circuités ou défaut dans les câbles de connexion.
·         Court-circuit entre les unités et la structure métallique des racks ou tableaux de distribution (défaut phase-terre).
·         Les surcharges causées par les harmoniques du réseau.
·         Panne diélectrique due aux surtensions du réseau ou à la foudre.
Lorsqu'un groupe de condensateurs tombe en panne et que le neutre est mis à la terre, la banque sera déséquilibrée et un courant circulera dans le neutre .
Chaque condensateur ou groupe de condensateurs est généralement protégé par des fusibles déjà installés par le constructeur.
Fusibles doit avoir un 2 caractéristique de t qui ne provoquera pas le fusible à souffler le courant d'appel résultant de la connexion de la batterie de condensateurs .
Les dispositifs de protection communs des batteries de condensateurs sont:
·         Surintensité de phase instantanée ( 50 )
·         Surintensité instantanée de la terre ( 50N / 50G )
·         Surintensité de phase temporisée ( 51 )
·         Surintensité de terre à temporisation ( 51N / 51G )
·         Protection contre les surtensions ( 49 )
[1] HV : Haute tension ( V ≥ 60 kV ); MV : Moyenne tension ( 1 kV <V <60 kV ); BT : Basse tension ( V ≤ 1 kV ).
[2] CEI : Commission Electrotechnique Internationale.
[3] IEEE : Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens. ANSI : American National Standards Institute.
[4] Le courant capacitif résiduel dans le cas d'un défaut phase-terre ( I C) est calculé par l'équation I C = 3X c U , où X c  est la réactance capacitive du câble et U la phase-phase tension du réseau.
[5] Dans cet article, les transformateurs isolés au gaz ( GIT ) ne sont pas analysés.
[6] rms : racine moyenne.
[7] Le moteur principal est le composant qui est utilisé pour conduire le générateur et peut être des moteurs à combustion (le cas des groupes électrogènes diesel), des turbines à gaz, des turbines à vapeur, des éoliennes et des turbines hydrauliques.
[8] Le champ d'un générateur CA est constitué de bobines de conducteurs dans le générateur qui reçoivent une tension d'une source (appelée excitation ) et produisent un flux magnétique .
Le flux magnétique dans le champ coupe l' induit pour produire une tension . Cette tension est finalement la tension de sortie du générateur .

A propos de l'auteur: Manuel Bolotinha
-Maîtrise en Génie Électrique - Energie et Systèmes Electriques (1974 - Institut Supérieur Technique / Université de Lisbonne) 
- Master en Génie Electrique et Informatique (2017 - Faculdade de Ciências e Tecnologia / Université Nova de Lisbonne) 
- Consultant Senior en Substation et Systèmes d'alimentation; Instructeur professionnel



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