Protection différentielle du générateur ou de l'alternateur

Toute panne interne dans l'enroulement du stator est éliminée principalement par le schéma de protection différentielle du générateur ou de l'alternateur.
La protection différentielle est fournie au générateur en utilisant un relais différentiel longitudinal.

Généralement, des relais à armature attirée instantanément sont utilisés à cet effet car ils offrent une opération à haute vitesse et ne sont pas affectés par les transitoires AC du circuit de puissance.

Il y a deux ensembles de transformateurs de courant, l'un est connecté au côté ligne du générateur et l'autre au côté neutre du générateur pour chaque phase. Il va sans dire que les caractéristiques de tous les transformateurs de courant installés contre chaque phase doivent être identiques. S'il existe un désaccord majeur dans les caractéristiques des transformateurs de courant des deux côtés du générateur, il y a un risque élevé de dysfonctionnement du relais différentiel en cas de panne externe à l'enroulement du stator, ainsi qu'au cours des conditions normales de fonctionnement du générateur. Pour s'assurer que le relais ne fonctionne pas pour les pannes externes à la zone de protection, une résistance stabilisatrice est installée en série avec l'huile de fonctionnement du relais. Cela garantit également qu'en cas de saturation d'un ensemble de TC, il n'y aura pas de risque de dysfonctionnement du relais différentiel.

Il est toujours préférable d'utiliser des transformateurs de courant dédiés pour la protection différentielle car les transformateurs de courant communs peuvent causer un chargement secondaire inégal pour d'autres fonctions imposées sur eux. Il est également toujours préférable d'utiliser tous les transformateurs de courant pour la protection différentielle des générateurs ou des alternateurs ayant les mêmes caractéristiques. Mais en pratique, il peut y avoir des différences dans les caractéristiques des transformateurs de courant installés du côté ligne par rapport à ceux installés du côté neutre du générateur.

Ces écarts provoquent un courant de fuite qui circule à travers la bobine de fonctionnement du relais. Pour éviter l'effet du courant de fuite, un biais en pourcentage est introduit dans le relais différentiel.

Le relais différentiel biaisé en pourcentage comprend deux bobines de retenue et une bobine de fonctionnement par phase. Dans le relais, le couple produit par la bobine de fonctionnement tend à fermer les contacts du relais pour un déclenchement instantané des disjoncteurs, mais en même temps, le couple produit par les bobines de retenue empêche la fermeture des contacts du relais, car le couple des bobines de retenue est dirigé dans le sens opposé au couple de la bobine de fonctionnement. Ainsi, pendant une panne de traversée, le relais différentiel ne fonctionnera pas car le réglage du relais est augmenté par les bobines de retenue, ce qui empêche également le dysfonctionnement du relais en raison du courant de fuite. Mais en cas de panne interne dans l'enroulement du stator, le couple produit par les bobines de retenue devient inefficace et le relais ferme ses contacts lorsque le courant de réglage passe à travers la bobine de fonctionnement.
Le réglage de déclenchement du courant différentiel/biais du relais est adopté en fonction du pourcentage maximal de désaccord acceptable ajouté à une marge de sécurité.
Le niveau de courant de fuite pour le relais est juste suffisant pour le faire fonctionner ; il est exprimé en pourcentage du courant de panne de traversée qui le cause. Ce pourcentage est défini comme le réglage de biais du relais.

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