Protection
L’essai des éléments de relais de protection applique des grandeurs de défaut simulées à chaque fonction de protection d’un relais et confirme son seuil, son temps, ses drapeaux et ses contacts de sortie. Il montre que le relais détectera la condition anormale pour laquelle il a été réglé et déclenchera le bon appareil.
Un relais de protection surveille le courant, la tension ou d’autres grandeurs et actionne un contact de sortie lorsqu’une condition anormale apparaît. Les relais modernes contiennent de nombreux éléments de protection, chacun avec ses propres réglages : surintensité, sous-tension et surtension, fréquence, directionnel, différentiel, distance et d’autres. L’essai des éléments sollicite chaque fonction activée, une à la fois, avec une valise d’essai de relais qui injecte des signaux de courant et de tension, et vérifie la réponse du relais. Le relais peut être électromécanique, à semi-conducteurs ou à microprocesseur, et peut protéger des départs, des moteurs, des alternateurs, des transformateurs, des jeux de barres et les équipements auxiliaires qui les entourent, y compris les relais de protecteurs de réseau, les chargeurs de batteries et redresseurs, les systèmes de secours à groupe électrogène, les démarreurs de moteur, les variateurs et les appareils de régulation. L’essai couvre les éléments, leurs drapeaux et indicateurs et les contacts de sortie qui déclenchent ou signalent. Les essais d’éléments propres à des fonctions de dispositif précises sont décrits sur leurs propres pages.
Les relais de protection passent presque toute leur vie à ne rien faire, et le seul moyen de savoir qu’ils agiront au besoin est de les faire agir lors d’un essai. Les réglages peuvent être mal saisis, modifiés pendant l’entretien, perdus lors d’une mise à jour du micrologiciel ou jamais chargés. Les relais électromécaniques dérivent à mesure que les ressorts, les paliers et les contacts vieillissent. Un relais qui ne démarre pas laisse un défaut sur le réseau jusqu’à ce qu’une protection de secours plus lente l’élimine, ce qui risque d’endommager l’équipement et de causer des pannes étendues, et un relais qui démarre quand il ne le devrait pas met hors service un circuit sain. Dans un relais à microprocesseur, bien des fonctions peuvent être activées, désactivées ou bloquées dans la logique; une protection qui figure sur le plan peut donc ne pas être en service. L’essai prouve que les éléments nommés dans l’étude de protection sont présents, bien réglés et raccordés pour déclencher.
Chaque élément de protection compare une grandeur mesurée à un réglage et, lorsque la condition persiste assez longtemps, ferme une sortie. Un simple élément de surintensité démarre quand le courant dépasse un seuil et déclenche après un temps défini ou le long d’une courbe à temps inverse. Un élément de tension surveille la tension basse ou élevée. Un élément directionnel détermine dans quel sens circule la puissance ou le courant de défaut. Un élément différentiel compare les courants qui entrent dans une zone protégée et ceux qui en sortent. La valise d’essai reproduit les signaux que le relais verrait lors d’un défaut, à des niveaux juste en deçà et au-delà de chaque réglage, de manière à trouver le seuil et le retour et à mesurer le temps de réponse à la sortie. Les drapeaux et indicateurs montrent quel élément a opéré, ce qui permet d’analyser un événement réel par la suite; ils font donc partie de la fonction éprouvée. Les réglages découlent d’une étude de coordination, et l’essai confirme que l’appareil porte ces réglages et se comporte comme ils le prévoient.
Le relais est isolé des circuits qu’il déclenche et des secondaires sous tension des transformateurs de mesure selon les procédures de cadenassage et de permis de travail du propriétaire, et les secondaires des transformateurs de courant ne sont jamais ouverts sous tension. Les réglages du relais sont lus dans l’appareil et comparés à la fiche de réglages approuvée avant l’essai, et toute différence est d’abord résolue. Une valise d’essai de relais capable des courants, des tensions et des angles requis est raccordée au commutateur d’essai ou aux bornes du relais. Pour chaque élément activé, le signal est augmenté jusqu’au démarrage de l’élément et diminué jusqu’à son retour, et le temps est mesuré en appliquant une condition de défaut échelonnée et en relevant l’intervalle jusqu’au contact de sortie. Les éléments à temps inverse sont éprouvés en plus d’un point de la courbe. Les éléments directionnels et différentiels sont éprouvés avec les angles ou les courants qui distinguent l’opération de la retenue. Les drapeaux, les indicateurs et les sorties d’alarme et de déclenchement sont vérifiés et, lorsque la procédure l’exige, un essai de déclenchement est fait jusqu’au disjoncteur ou à la bobine de déclenchement. La résistance d’isolement des circuits du relais est vérifiée lorsque la procédure le prévoit. Tout est rétabli et les réglages finals sont confirmés.
Le dossier comprend l’identification du relais, son micrologiciel ou sa révision s’il y a lieu, les réglages approuvés auxquels le relais a été comparé, le seuil, le retour et le temps trouvés pour chaque élément éprouvé, les résultats pour les drapeaux, les indicateurs et les contacts de sortie, tout essai de déclenchement jusqu’au disjoncteur, la valise d’essai employée avec son état d’étalonnage et les conditions de l’essai. Les résultats tels que trouvés et tels que laissés sont consignés séparément, chaque ajustement étant noté, afin qu’un réglage modifié puisse être retracé.
Chaque élément est jugé par rapport au réglage de l’étude de protection et à l’exactitude indiquée par le fabricant pour le relais, qui varie selon le type d’élément et la technologie. Le seuil et le retour doivent être cohérents avec le réglage, le temps doit suivre la courbe réglée, et les sorties et les drapeaux doivent correspondre à la logique. Les résultats d’éléments semblables, comme les trois phases d’une fonction de surintensité, doivent concorder, et les tendances par rapport aux essais antérieurs révèlent la dérive des relais plus anciens. ANSI/NETA ATS-2025 décrit les essais de réception des relais de protection et des fonctions de protection connexes. Pour l’entretien, voir ANSI/NETA MTS-2023. Reportez-vous à votre propre exemplaire sous licence pour les valeurs et les tolérances.
Les essais de réception éprouvent l’ensemble des éléments activés et établissent la référence, tandis que les essais d’entretien se concentrent sur les fonctions les plus importantes et sur la dérive. Les relais électromécaniques exigent de l’attention à l’étalonnage, à l’état des contacts et aux drapeaux, alors que les relais à microprocesseur exigent la vérification des réglages, le contrôle de la logique et la confirmation que les bonnes fonctions sont activées. Les relais de protecteurs de réseau sont éprouvés pour leurs caractéristiques de fermeture et de déclenchement dans le cadre du protecteur. Sur les chargeurs de batteries et les redresseurs, les fonctions de protection sont éprouvées dans le cadre des vérifications du chargeur, et IEEE 946-2020 traite de la conception des systèmes auxiliaires à courant continu. Pour les régulateurs de courant constant de l’éclairage d’aérodrome, FAA AC 150/5345-10H fixe des exigences pour les fonctions de protection du régulateur. Les dispositifs de protection de moteurs et les variateurs sont éprouvés pour leurs propres fonctions de surcharge et de défaut.
Les catégories d’équipement et les articles de norme qui exigent cet essai, et les formulaires de UltraDb qui le comportent.
Chaque fonction a son propre réglage, son bit d’activation et son chemin logique, et une erreur dans l’une ne se voit pas dans les autres. Les éprouver une à une confirme que chaque protection de l’étude est en service et opère comme réglé.
Non. L’essai du relais démontre sa détection, son temps et sa sortie. Le disjoncteur est éprouvé à part, et un essai de déclenchement jusqu’au disjoncteur confirme que la sortie du relais l’ouvre réellement, ce qui prouve la voie entre les deux.
Le relais doit être éprouvé par rapport à ce qui est réellement réglé, et cela doit correspondre à la fiche de réglages approuvée. Lire d’abord les réglages permet de déceler des réglages erronés ou manquants avant le début de l’essai.
Les drapeaux et indicateurs consignent quel élément a opéré, ce qui permet aux ingénieurs d’analyser un événement après un déclenchement. Vérifier qu’ils s’activent et se réinitialisent bien fait partie de la preuve que le relais sert au diagnostic autant qu’à la protection.
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