Un interrupteur à commande électrique comme un relais joue un rôle clé dans le contrôle d'un circuit électrique via un signal indépendant de faible puissance, sinon utilisé là où plusieurs circuits doivent être contrôlés via le signal unique. Premièrement, les relais ont été utilisés comme répéteurs de signal dans les circuits télégraphiques longue distance et après cela, largement utilisés dans les premiers ordinateurs et centraux téléphoniques pour réaliser des opérations logiques. Il existe différents types de relais disponibles et chaque type est utilisé en fonction des besoins. Cet article traite donc d'un aperçu d'un relais de protection ou relais de protection – travailler avec des applications.
Qu'est-ce qu'un relais de protection ?
Une définition de relais de protection est ; un appareillage dispositif utilisé pour détecter les défauts et commencer le disjoncteur opération de séparation de l'élément défaillant du système. Ces relais sont des dispositifs autonomes et compacts qui détectent les conditions anormales se produisant dans les circuits électriques en mesurant constamment les grandeurs électriques qui sont différentes dans les conditions de défaut et normales. Dans des conditions de défaut, les grandeurs électriques peuvent changer comme le courant, la tension, l'angle de phase et la fréquence. Le schéma du relais de protection est illustré ci-dessous.
Principe de fonctionnement du relais de protection
Un relais de protection est utilisé pour protéger l'appareil une fois que le défaut est détecté dans un système. Une fois le défaut détecté, l'emplacement du défaut est trouvé et fournit ensuite le signal de déclenchement au disjoncteur ou au disjoncteur. Ces relais fonctionnent sur les deux principes comme l'attraction électromagnétique et l'induction électromagnétique.
Le relais d'attraction électromagnétique fonctionne simplement sur les deux alimentations comme AC et DC et il attire la bobine vers les pôles de l'électroaimant. Ces types de relais fonctionnent instantanément et ne tardent pas tandis que le relais à induction électromagnétique fonctionne simplement sur une alimentation CA uniquement et utilise le moteur à induction pour générer le couple. Ceux-ci sont donc régulièrement utilisés comme relais directionnels pour protéger le système d'alimentation et également dans les applications de commutation à grande vitesse.
Types de relais de protection
Les relais de protection sont disponibles en différents types qui sont utilisés en fonction des besoins.
Relais de surintensité
Les relais de surintensité fonctionnent à travers le courant. Les relais de surintensité peuvent être actionnés par le courant. Ce relais comprend une valeur de démarrage et ce relais s'active une fois que la mesure et la quantité de courant dépassent cette valeur de démarrage.
Ces relais sont disponibles en deux types instantanés et temporisés où ces deux relais sont souvent fournis dans un seul conteneur. Ces deux sont activés par un courant similaire ; mais, leurs valeurs de ramassage séparées peuvent être ajustées séparément en modifiant les paramètres de prise dans l'entrée.
Les relais de surintensité ne sont pas chers, ils sont donc utilisés sur les circuits basse tension et également dans des applications de système haute tension spécifiques. Le principal inconvénient de ce relais est qu'il peut également sélectionner les fluctuations de courant ainsi que les défauts dans les zones voisines.
Relais électromécaniques
Les relais électromécaniques sont les premiers relais, mais ils sont encore utilisés dans de nombreux domaines aujourd'hui. Ce relais fonctionne simplement à l'aide d'un champ magnétique généré par une bobine électromagnétique une fois qu'un signal de commande lui est fourni. Ce relais change les tensions et les courants en forces et couples électriques et magnétiques qui poussent contre les tensions du ressort dans le relais. La tension du ressort et les prises sur les bobines électromagnétiques à l'intérieur du relais sont les principaux processus par lesquels un utilisateur définit un relais. Veuillez consulter ce lien pour en savoir plus sur un Relais électromécanique .
Relais directionnels
Ces relais sont activés par le flux de courant dans une certaine direction. Il peut détecter une variation entre le courant d'actionnement et de référence. Ce relais est utilisé en combinaison avec d'autres relais comme le relais de surintensité afin d'améliorer la capacité et la sélectivité du système de relais de protection. Ce relais réagit simplement à la variation de l'angle de phase entre le courant d'actionnement et un courant de référence appelé grandeur de polarisation.
Relais à distance
Ce relais de distance est utilisé pour faire la distinction entre les conditions de fonctionnement normales et un défaut et différencie également les défauts dans une zone particulière et dans un élément différent du système. Le fonctionnement du relais de distance est inadéquat pour une plage particulière de valeurs de détection d'impédance. Ce relais se déclenche une fois que la mesure d'impédance est faible ou équivalente à la valeur d'impédance de démarrage préférée.
Dans ce relais, les paramètres tels que la tension et le courant sont équilibrés les uns par rapport aux autres et ce relais réagit au rapport de tension et de courant qui est l'impédance de la ligne de transmission de l'emplacement du relais vers le point d'intérêt. Cette impédance est utilisée pour déterminer la distance à travers une ligne de transmission, elle est donc connue sous le nom de relais de distance. Ces relais sont disponibles en différents types comme les relais à réactance, mho et impédance.
Veuillez vous référer à ce lien pour en savoir plus sur Relais à distance .
Relais pilotes
Le relais pilote est utilisé pour déterminer si un défaut est à l'intérieur ou à l'extérieur de la ligne protégée. Si le défaut est interne vers la ligne protégée, alors tous les disjoncteurs (disjoncteurs) aux bornes de la ligne sont déclenchés à la vitesse maximale. De même, si le défaut est externe vers la ligne protégée, alors le déclenchement du disjoncteur est bloqué ou empêché. Il existe trois types de relais pilotes disponibles, filaire, porteur de ligne électrique et pilote micro-ondes qui sont utilisés pour le relais de protection.
Relais différentiels
Un relais de protection différentiel fonctionne simplement en contrastant la différence principale entre l'amplitude du courant d'entrée et de sortie ainsi que les valeurs. Si la différence est supérieure à la valeur de démarrage, le système peut être séparé et le circuit du disjoncteur (CB) est déclenché.
Circuit de relais de protection
Le relais de protection est utilisé pour détecter des conditions anormales dans les circuits électriques en mesurant constamment les différentes grandeurs électriques dans des conditions normales et de défaut. Les grandeurs électriques qui peuvent varier dans des conditions de défaut sont ; courant, tension, angle de phase et fréquence.
Un circuit de relais de protection typique est illustré qui peut être séparé en trois parties qui sont décrites ci-dessous.
- La première partie du circuit est l'enroulement primaire d'un TC, également appelé transformateur de courant. Ce TC est connecté à la ligne de transmission en série à protéger.
- La deuxième partie comprend l'enroulement secondaire du transformateur de courant , CB et la bobine de fonctionnement du relais.
- La dernière partie du circuit est le circuit de déclenchement qui peut être AC/DC. Il comprend donc principalement une source d'alimentation, la bobine de déclenchement des disjoncteurs et les contacts fixes du relais.
Travail
Une fois un court-circuit au point 'F' sur le ligne de transmission se produit, alors le flux de courant dans la ligne de transmission augmentera jusqu'à une valeur énorme. Cela provoque donc la circulation d'un courant important dans la bobine du relais et fait fonctionner le relais de protection en fermant simplement ses contacts.
Par conséquent, il ferme le circuit de déclenchement du disjoncteur et ouvre le disjoncteur et sépare le segment défectueux du système. Ainsi, de cette manière, ce relais de protection assure la sécurité de l'équipement du circuit contre la rupture et le fonctionnement typique du système.
Codes de relais de protection
Dans la conception d'un système d'alimentation électrique, les codes ANSI indiquent les fonctions prises en charge par un dispositif de protection, comme un relais/disjoncteur. Ces dispositifs protègent simplement les systèmes électriques ainsi que les composants contre les blessures en cas de panne électrique. Les codes ANSI sont très utiles pour identifier les dispositif à microprocesseur les fonctions. Les codes ANSI du relais de protection sont répertoriés ci-dessous.
Protection des fonctions courantes
La protection des fonctions en cours avec des codes est listée ci-dessous.
ANSI 50/51 indique une surintensité de phase.
ANSI 50N/51N (ou) 50G/51G indique un défaut à la terre.
ANSI 50BF indique une défaillance du disjoncteur.
ANSI 46 indique une séquence déséquilibrée ou négative.
ANSI 49 RMS indique une surcharge thermique.
Protection contre les courants directionnels
La protection du courant directionnel avec des codes est répertoriée ci-dessous.
ANSI 67 indique la surintensité de phase directionnelle.
ANSI 67N/67NC indique un défaut à la terre directionnel.
Fonctions de protection de puissance directionnelle
La protection de l'alimentation directionnelle avec des codes est répertoriée ci-dessous.
ANSI 32P indique une surpuissance active directionnelle.
ANSI 320/40 indique une surpuissance réactive directionnelle.
Fonctions de protection des machines
La fonction de protection de la machine avec des codes est répertoriée ci-dessous.
ANSI 37 indique un sous-courant de phase.
ANSI 48/51LR/14 indique un rotor bloqué ou un temps de démarrage extrême.
ANSI 66 indique les démarrages par heure.
ANSI 50V/51V indique une tension/surintensité restreinte.
ANSI 26/63 indique Buchholz/thermostat.
ANSI 38/49T indique la surveillance de la température.
Fonctions de protection de tension
La fonction de protection de tension avec codes est répertoriée ci-dessous.
ANSI 27D indique une séquence positive sous tension.
ANSI 27R indique qu'ils restent sous tension.
ANSI 27 indique une sous-tension.
ANSI 59 indique une surtension.
ANSI 59N indique le déplacement de la tension neutre.
ANSI 47 indique une surtension inverse.
Fonctions de protection de la fréquence
Les fonctions de protection de la fréquence avec codes sont listées ci-dessous.
ANSI 81H indique une surfréquence.
ANSI 81L indique une sous-fréquence.
ANSI 81R indique un changement de taux de fréquence.
ANSI 81R indique un changement de taux de fréquence.
Test de relais de protection
Dans les systèmes électriques actuels, les relais de protection jouent un rôle clé, leur fonctionnement fiable doit donc être vérifié à tout moment. Ainsi, ces relais doivent être testés pendant leur cycle de vie. De plus, des tests de relais sur une base normale sont nécessaires pour s'assurer que le bon fonctionnement est maintenu. Si le test du relais de protection n'est pas correctement effectué régulièrement, des défauts électriques peuvent survenir et causer des dommages à l'équipement et des blessures aux travailleurs.
Il existe trois types de tests de relais de protection qui sont des tests au banc, des tests de mise en service et des tests de maintenance, qui sont décrits ci-dessous.
Banc d'essai
Ce test est effectué pour tester le relais seul et qu'il correspond à la conception. Cela évite que des problèmes plus coûteux et plus longs ne se produisent à des étapes ultérieures d'un projet.
Essais de mise en service
Lorsque le système électrique a été conçu, la mise en service du relais de protection implique de vérifier que le système plus large fonctionne comme prévu. Ainsi, par exemple, une fois que le relais de protection est connecté à l'appareillage de commutation, il doit fonctionner comme prévu et répondre aux verrouillages et autres conditions reproduites. À l'avenir, la fonction du relais aura été vérifiée.
Essais d'entretien
Une fois les tests de maintenance effectués, l'ensemble de l'objectif de conception est supposé, cependant, le comportement du relais de protection doit être vérifié pour le fonctionnement ci-dessous. En dehors de pannes particulières, ce relais ne peut pas remarquer les changements dans les caractéristiques d'un système comme les charges du réseau étant modifiées au fil du temps. Ainsi, ces changements à long terme peuvent nécessiter une reprogrammation du relais de protection pour s'assurer que le fonctionnement estimé est maintenu.
Lors des tests de relais de protection, de nombreux paramètres doivent être testés fréquemment en fonction du type de test, tels que l'inspection visuelle du relais, les pièces de connexion, l'ouverture et la fermeture du disjoncteur (CB), les fonctions de protection, les fonctions logiques, le relais de protection binaire et entrée et sorties analogiques, injection primaire, test de résistance d'isolement et test d'injection secondaire.
Avantages désavantages
La avantages d'un relais de protection inclure les éléments suivants.
- Ce relais surveille en continu différents paramètres tels que le courant, la tension, la puissance et la fréquence.
- Il améliore la stabilité du système grâce à l'isolement de la section défectueuse
- Ce relais efface l'erreur en un rien de temps, ce qui réduit les dommages.
- Ce relais détecte les pannes et les sections défectueuses du système.
- Il réduit le risque d'incendie.
- Il assure la sécurité électrique et protège une personne pendant qu'elle travaille sur le système.
- Il améliore les performances, la stabilité et la fiabilité du système.
- Le fonctionnement de ces relais est très rapide et également très rapide à réinitialiser.
- Ceux-ci peuvent être utilisés à la fois dans les alimentations comme AC et DC.
- Ces relais fonctionnent simplement en quelques millisecondes et le résultat est instantané.
- Ce sont les plus fiables, robustes, compacts et très simples.
- Elle est applicable dans différents domaines.
La inconvénients d'un relais de protection inclure les éléments suivants.
- Un relais de protection ne peut pas éviter les défauts dans un système d'alimentation, ce relais passe donc plus de temps dans la surveillance du système d'alimentation.
- Il nécessite un entretien périodique ainsi que des tests de relais non statiques.
- Le fonctionnement de ce relais peut être simplement affecté à cause du vieillissement du composant, de la pollution et de la poussière qui entraînent des faux déclenchements.
- Ces relais offrent la sécurité et la cohérence nécessaires pour fonctionner en toute confiance.
Applications
La applications d'un rapport de protection y inclure les éléments suivants.
- Un relais de protection est utilisé pour servir la protection électrique.
- Le relais de protection détecte un problème à ses débuts et réduit ou élimine considérablement les dommages à l'équipement.
- Ce dispositif de relais est principalement conçu pour déclencher un CB (disjoncteur) une fois qu'un défaut est détecté.
- Ce relais fonctionne comme un dispositif de détection, il détecte donc les défauts, connaît sa position et enfin il fournit le signal de déclenchement au disjoncteur
- Il s'agit d'un dispositif de commutation utilisé pour détecter les défauts et commence le fonctionnement du disjoncteur pour séparer l'élément défectueux du système.
- Ceux-ci sont très utiles pour la protection haute et moyenne tension et la protection contre les surintensités et les distances complexes.
Quelles sont les fonctions clés des relais de protection ?
Les principales fonctions des relais de protection sont ;
- Il détecte la présence d'un défaut.
- Il détecte l'emplacement du défaut.
- Il détecte la présence de type défaut.
- Il ferme le circuit de déclenchement et actionne le CB (disjoncteur) pour séparer le système défectueux.
Quel type de relais de protection est utilisé dans un moteur à induction ?
Le MPR ou relais de protection moteur est utilisé pour protéger le moteur à induction haute tension.
Quels sont les éléments essentiels d'un relais de protection ?
Les éléments essentiels d'un relais de protection comprennent principalement un élément de détection, un élément de comparaison et un élément de contrôle.
A quoi servent les relais de protection ?
Un relais de protection est utilisé pour détecter les équipements défectueux et surveille le courant et la tension avec des TC et des PT.
Quels sont les types de relais utilisés pour la protection triphasée ?
Un relais de contrôle de tension triphasé est utilisé dans la protection triphasée.
Ainsi, ceci est un aperçu d'un relais de protection – travailler avec des applications. Pour faire fonctionner le relais de protection de manière satisfaisante, il doit avoir ces qualités comme la vitesse, la sélectivité, la fiabilité, la simplicité, la sensibilité, l'économie, etc. Voici une question pour vous, qu'est-ce qu'un disjoncteur ?
