Qu’est-ce qu’un relais de protection ?
Les relais de protection sont des dispositifs qui détectent instantanément les variations soudaines de courant et de tension survenant dans les équipements du réseau électrique et envoient des signaux de commande aux disjoncteurs pour isoler le point défectueux, également appelés relais de protection.
En déconnectant rapidement les points défectueux en cas d’accident dans un réseau électrique, les relais de protection empêchent non seulement la propagation des dommages causés par les surintensités, mais minimisent également la durée des coupures de courant et garantissent un approvisionnement stable en électricité.
À cette fin, des relais d’élimination des défauts d’équipement pour isoler les équipements défectueux et des relais de prévention de la propagation des accidents pour empêcher la propagation des effets des accidents sont disséminés dans tout le réseau électrique. Les dispositifs de réenclenchement pour la récupération rapide des accidents sont également considérés comme un type de relais de protection.
Utilisations des relais de protection
Les relais de protection sont des dispositifs qui empêchent les effets d’accidents tels que la foudre de se propager dans le réseau électrique et assurent une alimentation stable en électricité. Les relais de protection sont installés dans chacune des installations qui composent le réseau électrique, telles que les centrales électriques, les sous-stations et les lignes de transport et de distribution gérées par les compagnies d’électricité.
Les installations de production d’électricité privées qui sont raccordées au réseau électrique d’une compagnie d’électricité sont également tenues d’installer des relais de protection aux points de réception afin de protéger le réseau électrique en cas de défaillance des installations de production d’électricité privées et de protéger les installations de production d’électricité privées en cas d’accident sur le réseau électrique.
Outre les installations de production d’électricité, les relais de protection sont également utilisés pour protéger les installations de réception et de transformation de l’électricité dans les bâtiments, les usines, les hôpitaux, les chemins de fer et d’autres installations de demande d’électricité.
Principe des relais de protection
Le principe de fonctionnement des relais de protection dépend du type de relais de protection. Les principales méthodes et principes de fonctionnement des relais de protection sont les suivants
- Relais de protection contre les surintensités (OCR) : il fonctionne lorsque la valeur du courant au point où le relais de protection est installé dépasse la valeur définie. Il existe deux types d’éléments dans lesquels le relais de protection contre les surintensités fonctionne : les éléments dimensionnels et les éléments instantanés. L’élément dimensionnel fonctionne en détectant une surintensité prolongée due à une surcharge ; plus la valeur du courant est élevée, plus le système normal est protégé rapidement. L’élément instantané détecte le flux instantané d’un courant important dépassant largement le courant nominal en raison d’un court-circuit et protège le système normal.
- Relais de surtension (OVR : Over Voltage Relais de Protection) : fonctionne lorsque la tension à l’endroit où le relais de protection est installé dépasse la valeur définie. Il détecte les surtensions du côté du système électrique dues à des défauts dans les générateurs, etc., et protège le système et l’équipement du côté de la charge.
- Relais de protection contre les sous-tensions (UVR) : fonctionne lorsque la tension à l’endroit où le relais de protection est installé descend en dessous d’une valeur définie. Il détecte une baisse de puissance due à une panne de courant ou à un court-circuit et protège le système et l’équipement du côté de la charge.
- Relais de protection contre les défauts de terre (GR) : fonctionne en détectant les défauts de terre causés par des câbles, etc. entrant en contact avec la terre. Les relais de protection contre les défauts à la terre utilisent un alternateur à phase zéro (ZCT) pour détecter les courants déséquilibrés dus à un déséquilibre dans le circuit triphasé en cas de défaut à la terre. À l’heure actuelle, comme un défaut à la terre n’est détecté que par l’ampleur du courant, il n’est pas possible de faire la distinction entre les courants d’accident dans le système électrique et les courants d’accident du côté de la propre ligne, ce qui peut entraîner une fausse détection.
- Relais directionnel de terre (DGR) : il détecte un défaut à la terre à l’aide du courant et de la tension homopolaire entre la ligne et la terre. Seuls les courants de défaut dans la propre ligne peuvent être détectés dans la direction de la différence de phase entre le courant et la tension.
- Relais de protection différentielle (DFR) : fonctionne lorsque le courant différentiel proportionnel à la différence vectorielle (valeur du courant et phase) entre les courants d’entrée et de sortie dans la section protégée dépasse une certaine valeur. Ce n’est que lorsqu’un court-circuit se produit dans la section de protection qu’une différence dans le courant secondaire de l’alternateur (TC) fait circuler un courant différentiel dans la bobine de commande. Ce système peut présenter des dysfonctionnements si le courant différentiel n’est pas nul en fonctionnement normal en raison de différences dans les caractéristiques du TC.
- Relais différentiel de rapport (RDFR) : pour éviter les dysfonctionnements du relais de protection différentielle, un relais de protection différentielle possède une structure avec une bobine de suppression supplémentaire qui génère une force de suppression lorsqu’elle est traversée par un courant. Lorsqu’un courant important dû à un accident externe passe à travers le relais, une force de suppression importante est appliquée pour éviter tout dysfonctionnement.
Parmi les autres types de systèmes de relais de protection figurent les relais de protection de puissance, les relais de protection contre les surfréquences, les relais de protection contre les sous-fréquences, les relais de protection contre les courts-circuits et les relais de protection contre la direction des courts-circuits.