Protection de défaut à la terre du stator de l'alternateur
Il convient de noter que le point neutre ou la pointe en étoile du bobinage du stator d'un alternateur est mis à la terre via une impédance pour limiter le courant de défaut à la terre. Un courant de défaut à la terre réduit cause moins de dommages au noyau du stator et au bobinage en cas de défaut à la terre. Si l'impédance de mise à la terre est très élevée, le courant de défaut à la terre peut même être inférieur au courant nominal normal du générateur. Dans ce cas, la sensibilité des relais de phase diminue, ils peuvent même ne pas déclencher en cas de défaut. Par exemple, un courant inférieur au courant nominal rend difficile l'opération des relais différentiels en cas de défaut à la terre.
Dans ce cas, un relais de défaut à la terre sensible est utilisé en plus de la protection différentielle de l'alternateur. Le type de dispositif de relais qui sera engagé dans la protection contre les défauts à la terre du stator de l'alternateur dépend des méthodes de mise à la terre du neutre du stator. Dans le cas de la mise à la terre du neutre par résistance, le point neutre du bobinage du stator est connecté à la terre via un résistor.
Ici, un transformateur de courant est connecté entre le neutre et la connexion à la terre de l'alternateur. Ensuite, un relais de protection est connecté à travers le secondaire du transformateur de courant. L'alternateur peut alimenter le système électrique de deux manières, soit il est directement connecté à la barre de bus de la sous-station, soit il est connecté à la sous-station via un transformateur étoile-triangle. Si le générateur est connecté directement aux barres de bus de la sous-station, le relais connecté au secondaire du TC serait un relais à temps inverse car, ici, une coordination avec les autres relais de défaut du système est nécessaire. Mais lorsque le stator de l'alternateur est connecté au primaire d'un transformateur étoile-triangle, le défaut est limité entre le bobinage du stator et le bobinage primaire du transformateur, donc aucune coordination ou discrimination n'est requise avec les autres relais de défaut à la terre du système.
C'est pourquoi, dans ce cas, un relais à attirance d'armature instantanée est préférable pour être connecté au secondaire du TC.
Il convient de noter que 100 % du bobinage du stator ne peut pas être protégé dans un système de mise à la terre par résistance neutre.
Le pourcentage du bobinage du stator qui serait protégé contre les défauts à la terre dépend de la valeur de la résistance de mise à la terre et du réglage du relais. La mise à la terre par résistance du bobinage du stator peut également être réalisée en utilisant un transformateur de distribution au lieu de connecter un résistor directement au chemin neutre du bobinage. Ici, le primaire d'un transformateur de distribution est connecté entre la terre et le point neutre du bobinage du stator.
Le secondaire du transformateur est chargé par un résistor approprié et un relais de surtension est également connecté au secondaire du transformateur. Le courant de défaut à la terre maximal autorisé est déterminé par la taille du transformateur et la valeur de la résistance de charge R.
Cette résistance connectée au secondaire est réfléchie au primaire du transformateur par le carré du rapport de transformation, ajoutant ainsi une résistance au chemin neutre vers la terre du bobinage du stator.
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