Technologie et mise en œuvre
Protections électriques des alternateurs et moteurs

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 :

• dans la rubrique Machines électriques :

  • 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],

  • études, construction et essais : Régimes transitoires des machines électriques tournantes [D 554], Construction mécanique des machines électriques tournantes [D 3 780],

• dans la rubrique Réseaux électriques :

  • planification et exploitation : Réseaux de transport et d’interconnexion de l’énergie électrique. Fonctionnement et réglage [D 4 090],

  • protection et automatisation des réseaux : Protection des réseaux. Protection des installations industrielles et tertiaires [D 4 820].