Définition de la protection contre les défauts à la terre du rotor
La protection contre les défauts à la terre du rotor implique des méthodes pour détecter et corriger les défauts dans l'enroulement de champ du rotor afin d'éviter des dommages.
Types de protection contre les défauts à la terre du rotor
Méthode du potentiomètre
Le schéma est très simple. Ici, une résistance de valeur appropriée est connectée en parallèle sur l'enroulement de champ ainsi que sur l'excitatrice. La résistance est centralement tappée et connectée à la terre via un relais sensible à la tension.
Comme on le voit dans la figure ci-dessous, tout défaut à la terre dans l'enroulement de champ ou dans le circuit de l'excitatrice ferme le circuit du relais par le biais d'un chemin vers la terre. En même temps, une tension apparaît sur le relais en raison de l'action de potentiomètre de la résistance.
Cette méthode simple de protection contre les défauts à la terre du rotor présente un inconvénient majeur. Elle ne peut détecter les défauts à la terre qui se produisent à n'importe quel point sauf au centre de l'enroulement de champ.
Méthode par injection de courant alternatif
Ici, un relais sensible à la tension est connecté à n'importe quel point du circuit de champ et de l'excitatrice. L'autre borne du relais sensible à la tension est connectée à la terre par un condensateur et le secondaire d'un transformateur auxiliaire, comme indiqué dans la figure ci-dessous.
Si un défaut à la terre se produit dans l'enroulement de champ ou dans le circuit de l'excitatrice, le circuit du relais se ferme via un chemin vers la terre et la tension secondaire du transformateur auxiliaire apparaît sur le relais sensible à la tension, ce qui entraîne son fonctionnement.
L'inconvénient principal de ce système est qu'il y a toujours un risque de courant de fuite à travers les condensateurs vers le circuit de l'excitatrice et de champ. Cela peut causer un déséquilibre du champ magnétique et, par conséquent, des contraintes mécaniques sur les paliers de la machine.
Un autre inconvénient de ce schéma est qu'il dépend d'une source de tension séparée pour le fonctionnement du relais. Ainsi, la protection du rotor devient inactive en cas de panne de l'alimentation en courant alternatif.
Méthode par injection de courant continu
La méthode par injection de courant continu élimine le problème de courant de fuite rencontré avec la méthode par injection de courant alternatif. Dans cette méthode, une borne d'un relais sensible à la tension continue est connectée au terminal positif de l'excitatrice, et l'autre borne est connectée au terminal négatif d'une source de courant continu externe. Cette source de courant continu est fournie par un transformateur auxiliaire avec un redresseur en pont, dont le terminal positif est mis à la terre.
On observe également sur la figure ci-dessous qu'en cas de défaut à la terre de champ ou d'excitatrice, le potentiel positif de la source de courant continu externe apparaîtra au terminal du relais qui était connecté au terminal positif de l'excitatrice. De cette façon, la tension de sortie du redresseur apparaît sur le relais sensible à la tension, ce qui entraîne son fonctionnement.
Importance de la détection
Détecter et corriger les défauts à la terre du rotor est crucial pour prévenir les champs magnétiques déséquilibrés et les dommages mécaniques dans les alternateurs.
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