Qu'est-ce que le relais de surintensité de défaut à la terre dans un poste électrique

Qu'est-ce qu'un relais de surintensité de défaut à la terre dans une sous-station?

Un relais de surintensité de défaut à la terre est un dispositif de protection utilisé pour détecter et protéger contre les défauts à la terre (également connus sous le nom de défauts à la terre ou de défauts monophasés) dans les systèmes électriques. Il joue un rôle crucial dans les sous-stations, assurant la sécurité et la fiabilité du système.

1. Principe de fonctionnement

La fonction principale d'un relais de surintensité de défaut à la terre est de surveiller les déséquilibres de courant dans le système électrique, en particulier en détectant les courants de séquence nulle (c'est-à-dire lorsque la somme vectorielle des courants triphasés n'est pas nulle). Lorsqu'un défaut à la terre se produit, généralement entraînant des courants de séquence nulle anormaux, le relais détecte ce déséquilibre et déclenche l'action de protection appropriée.

• Courant de séquence nulle : Dans des conditions de fonctionnement normales, les courants triphasés devraient être équilibrés, avec leur somme vectorielle étant nulle. Si un défaut à la terre se produit, le courant s'écoule par le point de défaut vers la terre, entraînant la présence d'un courant de séquence nulle.

• Fonctionnement du relais : Lorsqu'un courant de séquence nulle dépassant un seuil prédéfini est détecté, le relais émet un signal de déclenchement pour déconnecter le circuit défectueux, empêchant ainsi tout dommage supplémentaire.

2. Scénarios d'application

Les relais de surintensité de défaut à la terre sont largement utilisés dans divers systèmes électriques, en particulier dans les scénarios suivants :

• Systèmes de distribution : Dans les réseaux de distribution basse et moyenne tension, les relais de surintensité de défaut à la terre peuvent rapidement détecter et isoler les points de défaut, réduisant les temps d'arrêt et les dommages aux équipements.

• Sous-stations : Dans les sous-stations, les relais de surintensité de défaut à la terre sont souvent utilisés en conjonction avec d'autres dispositifs de protection (tels que la protection différentielle et la protection par distance) pour fournir une protection multi-couches.

• Installations industrielles : Dans les grandes installations industrielles, ces relais protègent les équipements critiques contre les défauts à la terre, assurant une production continue.

3. Types principaux

Selon l'application et les exigences techniques, les relais de surintensité de défaut à la terre peuvent être classés en plusieurs types :

• Relais instantanés : Utilisés pour une réponse rapide aux défauts à la terre graves, déclenchant généralement des actions de coupure en quelques millisecondes.

• Relais à temps défini : Caractérisés par un délai qui peut être réglé en fonction de la gravité du défaut, adaptés pour gérer des défauts de degrés variables.

• Relais à temps inverse : Le temps de fonctionnement est inversement proportionnel au courant de défaut ; plus le courant de défaut est élevé, plus le temps de fonctionnement est court, ce qui les rend idéaux pour des applications nécessitant des caractéristiques de protection flexibles.

4. Mécanisme de protection

Les relais de surintensité de défaut à la terre travaillent généralement en conjonction avec des disjoncteurs ou d'autres dispositifs de commutation pour former un mécanisme de protection complet. Les étapes de base sont les suivantes :

• Détection du défaut : Le relais surveille en permanence le courant dans le système électrique et calcule le courant de séquence nulle.

• Jugement du défaut : Si le courant de séquence nulle détecté dépasse le seuil prédéfini, le relais l'identifie comme un défaut à la terre.

• Émission du signal de déclenchement : Le relais envoie un ordre de coupure au disjoncteur pour déconnecter le circuit défectueux.

• Enregistrement de l'événement : Le relais dispose généralement d'une fonction d'enregistrement d'événements, consignant des détails tels que l'heure et la valeur du courant du défaut pour une analyse et une maintenance ultérieures.

5. Avantages

• Sécurité renforcée : La détection et l'isolement rapides des défauts à la terre empêchent les décharges d'arc, les incendies et d'autres dangers potentiels.

• Réduction des dommages aux équipements : La déconnexion opportune du circuit défectueux prévient les dommages aux équipements dus à une exposition prolongée à de forts courants.

• Amélioration de la continuité de l'alimentation : En isolant uniquement la zone affectée, l'impact sur l'ensemble du système électrique est minimisé, limitant ainsi l'étendue des coupures.

6. Normes et réglementations courantes

Pour garantir la sécurité et la fiabilité des relais de surintensité de défaut à la terre, la conception et l'application respectent généralement des normes internationales et nationales pertinentes, telles que :

• IEC 60255 : Normes publiées par la Commission Electrotechnique Internationale (IEC) pour les relais.

• ANSI C37.90 : Normes publiées par l'American National Standards Institute (ANSI) pour la protection par relais.

Résumé

Un relais de surintensité de défaut à la terre est un dispositif de protection essentiel dans les systèmes électriques, spécialement conçu pour détecter et isoler les défauts à la terre, assurant un fonctionnement sûr du système. Il surveille les courants de séquence nulle pour identifier les défauts et prend rapidement des mesures pour déconnecter le circuit défectueux, protégeant ainsi à la fois les équipements et le personnel.