Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Bernard GUIGUES : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Ingénieur principal Machines électriques TournantesSEPTEN-Électricité de France (direction de l’Équipement)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les machines électriques tournantes peuvent, comme tous les appareils industriels, être affectées de défauts de fonctionnement. Ces défauts les rendent en général inaptes à plus ou moins long terme, à assurer leur service, et perturbent le fonctionnement d’autres matériels. Les défauts, ainsi que les conditions anormales de fonctionnement, doivent donc être détectés le plus rapidement possible et provoquer la déconnexion électrique entre la machine et le réseau auquel elle est raccordée.
Le rôle des relais de protections électriques des alternateurs et moteurs est de détecter, parmi les différents défauts possibles, ceux d’origine électrique, et d’élaborer les actions nécessaires de signalisation et d’ouverture du dispositif de coupure reliant l’appareil au réseau.
Dans ce qui suit, les défauts sont distingués d’après leur origine, soit interne à la machine concernée, soit externe. Les actions provoquées peuvent être de nature différente, visant soit à limiter les dégradations subies par la machine, soit à minimiser les conséquences des perturbations sur le fonctionnement de la machine et du réseau, soit les deux.
Après un rappel sur la constitution des machines, les défauts d’origine électrique sont décrits par type de machine, alternateurs ou moteurs à courant alternatif. Le cas des moteurs à courant continu n’est pas traité ici, car ce type de moteur est largement moins utilisé que le moteur à courant alternatif (synchrone et asynchrone) et concerne des applications spécifiques.
On associe, généralement, un relais donné à un type de défaut, en technique analogique et numérique. Cependant, les techniques numériques permettent, aujourd’hui, de regrouper différentes fonctions de mesure, d’action et de surveillance dans un même équipement, alimenté par les réducteurs de mesure adéquats. Les notions de sécurité du personnel et de sûreté de fonctionnement sont de première importance dans ces matériels utilisés dans des processus industriels complexes.
Des indications pratiques d’emploi des différents types de relais (schémas de protection) sont données à l’usage des utilisateurs.
Le lecteur pourra utilement se reporter dans le présent traité aux articles suivants :
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dans la rubrique Machines électriques :
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différents types de machines : Machines asynchrones [D 3 486], Machines synchrones [D 480] [D 495] Machines synchrones- Excitation, Turboalternateurs [D 3 530], Alternateurs hydrauliques et compensateurs [D 3 540],
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études, construction et essais : Régimes transitoires des machines électriques tournantes [D 554], Construction mécanique des machines électriques tournantes [D 3 780],
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dans la rubrique Réseaux électriques :
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Défauts de fonctionnement1. Généralités
1.1 Rappel sur les machines électriques
Les machines électriques peuvent être classées selon le critère du mode de production du champ tournant de l’inducteur (tableau 1) :
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Machines synchrones
L’inducteur, alimenté en courant continu, se trouve généralement au rotor. Dans ce type de machine, on trouve principalement les alternateurs (dénommés aussi générateurs), mais aussi certains moteurs, notamment à vitesse variable (moteurs synchrones autopilotés).
La terminologie actuelle désigne par turboalternateurs, les alternateurs entraînés par turbine à vapeur ou à combustion [5], et par alternateurs hydrauliques, les alternateurs entraînés par turbine hydraulique. Ces machines, dont la puissance peut aller de quelques kilovoltampères à plus de 1 000 MVA (1 710 MVA pour les plus grands turboalternateurs en service sur le réseau EDF) sont en général reliées à un réseau permettant d’alimenter les utilisateurs d’énergie électrique.
Une autre classe de machines synchrones, les compensateurs, a pour rôle de fournir ou d’absorber de la puissance réactive sur un réseau, en vue de contribuer à sa stabilité (cf. Alternateurs hydrauliques et compensateurs ) [6].
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Machines asynchrones
L’inducteur, généralement situé au stator, est alimenté par un champ tournant créé dans un bobinage traversé par un système de courants polyphasés.
Ces machines constituent la majeure partie des moteurs électriques industriels. La gamme d’utilisation est très large, allant de quelques kilowatts à plusieurs dizaines de mégawatts. On trouve également des génératrices asynchrones destinées à alimenter des réseaux de faible et moyenne puissance (jusqu’à 5 MW).
La technologie est sensiblement la même pour une machine destinée à fonctionner en générateur ou en moteur, une machine électrique étant réversible par principe. Les défauts pouvant affecter chaque type...
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Généralités
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - CIGRE WG 01 DU CE 34 - Harmonisation of protection policies for power stations and generators and protection policies for HV networks (Harmonisation des politiques de protection pour les centrales et les alternateurs et des politiques de protection des réseaux HT). - 44 p. 2 tabl. 2 fig. (1983).
-
(2) - Protective relays application guide (Guide de mise en œuvre des relais de protection). - 3e éd., Chap. 17 (alternateurs) et 20 (Moteurs), 35 p. Marketing Department GEC Measurements (GB) (1987).
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(3) - Power system protection (Protection des systèmes énergétiques). - 2e éd., 525 p. The Electricity Council, publié par Peter Pelegrinus Ltd (GB). Éd. Lavoisier (1986).
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(4) - Guide de l’Ingénierie électrique. - Sous la direction de G. SOLIGNAC, 1061 p. Techniques et Documentation – Lavoisier (1986).
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
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Réseaux de transport et d’interconnexion de l’énergie électrique. Fonctionnement et réglage.
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Machines synchrones. Dimensionnement électromagnétique.
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NORMES
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Norme Française - NF : -
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Norme Européenne - NF-EN : -
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Commission Électrotechnique Internationale - CEI : -
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Organisation Internationale de Normalisation - ISO : -
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