Types de relais de protection électrique ou relais protecteurs
Définition du relais de protection
Un relais est un dispositif automatique qui détecte une condition anormale d'un circuit électrique et ferme ses contacts. Ces contacts, à leur tour, ferment et complètent le circuit de la bobine de déclenchement du disjoncteur, ce qui fait que le disjoncteur se déclenche pour déconnecter la partie défectueuse du circuit électrique du reste du circuit sain.
Maintenant, discutons de quelques termes liés aux relais de protection.
Niveau de déclenchement du signal d'activation :
La valeur de la grandeur d'activation (tension ou courant) qui est au seuil au-dessus duquel le relais commence à fonctionner.
Si la valeur de la grandeur d'activation augmente, l'effet électromagnétique de la bobine du relais augmente, et au-delà d'un certain niveau de grandeur d'activation, le mécanisme mobile du relais commence à se déplacer.
Niveau de réinitialisation :
La valeur de courant ou de tension en dessous de laquelle un relais ouvre ses contacts et revient à sa position initiale.
Temps de fonctionnement du relais :
Juste après avoir dépassé le niveau de déclenchement de la grandeur d'activation, le mécanisme mobile (par exemple, un disque rotatif) du relais commence à se déplacer et finit par fermer les contacts du relais à la fin de son parcours. Le temps qui s'écoule entre l'instant où la grandeur d'activation dépasse la valeur de déclenchement et l'instant où les contacts du relais se ferment.
Temps de réinitialisation du relais :
Le temps qui s'écoule entre l'instant où la grandeur d'activation devient inférieure à la valeur de réinitialisation et l'instant où les contacts du relais retournent à leur position normale.
Portée du relais :
Un relais de distance fonctionne lorsque la distance perçue par le relais est inférieure à l'impédance prédéfinie. L'impédance d'activation dans le relais est une fonction de la distance dans un relais de protection de distance. Cette impédance ou la distance correspondante est appelée la portée du relais.
Les relais de protection des systèmes électriques peuvent être classés en différents types de relais.
Types de relais
Les types de relais de protection sont principalement basés sur leurs caractéristiques, logique, paramètre d'activation et mécanisme de fonctionnement.
En fonction du mécanisme de fonctionnement, les relais de protection peuvent être classés comme relais électromagnétiques, relais statiques et relais mécaniques. En réalité, un relais n'est rien d'autre qu'une combinaison d'un ou plusieurs contacts ouverts ou fermés. Tous ces contacts ou certains contacts spécifiques du relais changent leur état lorsque les paramètres d'activation sont appliqués au relais. Cela signifie que les contacts ouverts deviennent fermés et que les contacts fermés deviennent ouverts. Dans un relais électromagnétique, ces ouvertures et fermetures de contacts de relais sont effectuées par l'action électromagnétique d'un solénoïde.
Dans le relais mécanique, ces ouvertures et fermetures de contacts de relais sont effectuées par le déplacement mécanique d'un système de niveaux de pignons différents.
Dans le relais statique, cela est principalement réalisé par des interrupteurs à semi-conducteurs comme des thyristors. Dans le relais numérique, l'état on et off peut être désigné par 1 et 0.
En fonction des caractéristiques, le relais de protection peut être classé comme suit:
Relais à temps défini
Relais à temps inverse avec un temps minimum défini (IDMT)
Relais instantanés.
IDMT avec inst.
Caractéristique à paliers.
Commutateurs programmés.
Relais de surintensité avec restriction de tension.
En fonction de la logique, le relais de protection peut être classé comme suit-
Différentiel.
Déséquilibré.
Déplacement neutre.
Directionnel.
Défaut de terre restreint.
Surflux.
Schémas de distance.
Protection de barres de distribution.
Relais de puissance inverse.
Perte d'excitation.
Relais de séquence de phase négative, etc.
En fonction du paramètre d'activation, le relais de protection peut être classé comme suit-
Relais de courant.
Relais de tension.
Relais de fréquence.
Relais de puissance, etc.
En fonction de l'application, le relais de protection peut être classé comme suit-
Relais principal.
Relais de secours.
Le relais principal ou relais de protection principal est la première ligne de protection du système électrique, tandis que le relais de secours est activé uniquement lorsque le relais principal ne fonctionne pas pendant une panne. Par conséquent, le relais de secours est plus lent en action que le relais principal. Un relais peut ne pas fonctionner pour l'une des raisons suivantes,
Le relais de protection lui-même est défectueux.
L'alimentation en tension DC pour le relais est indisponible.
Le câble de déclenchement du panneau de relais au disjoncteur est débranché.
La bobine de déclenchement dans le disjoncteur est débranchée ou défectueuse.
Les signaux de courant ou de tension des transformateurs de courant (TC) ou des transformateurs de potentiel (TP) respectivement ne sont pas disponibles.
Comme le relais de secours ne fonctionne que lorsque le relais principal échoue, la protection de secours ne doit rien avoir en commun avec la protection primaire.
Voici quelques exemples de relais mécaniques :
Thermique
Déclenchement par température d'huile (OT trip)
Déclenchement par température de bobinage (WT trip)
Déclenchement par température de palier, etc.
Flottant
Buchholz
OSR
PRV
Contrôles de niveau d'eau, etc.
Interrupteurs de pression.
Verrous mécaniques.
Relais de discordance de pôles.
Liste des différents relais de protection utilisés pour la protection de différents équipements du système électrique
Examinons maintenant quels sont les différents relais de protection utilisés dans les schémas de protection des équipements du système électrique.
Relais pour la protection des lignes de transport et de distribution
| SL | Lignes à protéger | Relais à utiliser |
| 1 | Ligne de transport 400 kV | Principal-I : Schéma de distance non commuté ou numérique Principal-II : Schéma de distance non commuté ou numérique |
| 2 | Ligne de transport 220 kV | Principal-I : Schéma de distance non commuté (alimenté par les TP de bus) Principal-II : Schéma de distance commuté (alimenté par les CVT de ligne) Avec une possibilité de commutation de TP de bus vers CVT de ligne et vice versa. |
| 3 | Ligne de transport 132 kV | Protection principale : Schéma de distance commuté (alimenté par les TP de bus). Protection de secours : 3 relais directionnels IDMT O/L et 1 relais directionnel IDMT E/L. |
| 4 | Lignes 33 kV | Relais IDMT non directionnels 3 O/L et 1 E/L. |
| 5 | Lignes 11 kV | Relais IDMT non directionnels 2 O/L et 1 E/L. |
