Protection d'un transformateur MT / BT par disjoncteur
Le nombre de transformateurs du poste et le courant assigné (ou leur somme) du primaire du transformateur déterminent le type de protection amont : fusibles ou disjoncteur.
La protection d'un transformateur MT / BT par disjoncteur est généralement utilisée dans les installations industrielles et bâtiments commerciaux de grande taille et particulièrement quand la puissance du transformateur dépasse 800 kVA. Dans ces applications, les tableaux modulaires offrent une grande flexibilité.
Le dispositif de protection de chaque unité peut inclure des relais de protection autoalimentés (voir Fig. B23 et Fig. B24) apportant un niveau élevé de sécurité et des Transformateurs de Courant (TC) optimisés (voir Fig. B25).
Cette solution offre des avantages intéressants concernant :
- la maintenance,
- l'amélioration de la protection du transformateur,
- l'amélioration de la sélectivité par rapport aux protections BT,
- l'insensibilité aux courants d'appel,
- la détection de faibles courants de défaut à la terre.
Maintenance
Les relais de protection modernes sont maintenant pratiquement sans entretien, car ils incluent des fonctionnalités d'autotest. Toutefois, il reste nécessaire de vérifier la chaîne de protection à la mise en service et périodiquement (tous les 5 ou 10 ans).
Performances de protection
Les disjoncteurs associés à des relais de protection électroniques apportent de nombreux avantages en termes de sélectivité, à savoir :
- coordination des dispositifs en amont et en aval,
- discrimination des courants d'appel,
- détection de faibles valeurs de courant de défaut phase-phase ou phase-terre.
Sélectivité avec l'installation BT
Dans les cas où l'installation BT comprend un disjoncteur d'arrivée ouvert, la sélectivité avec le disjoncteur MT est obtenue facilement, car il est possible de choisir la courbe adéquate de déclenchement du relais électronique.
Courant d'appel
La mise sous tension d'un transformateur provoque la circulation d'un courant d'appel transitoire très élevé qui peut atteindre des valeurs de crête jusqu'à dix fois la crête du courant nominal. Ceci est un phénomène normal et la protection ne doit pas déclencher. Le disjoncteur permet une grande flexibilité pour éviter le déclenchement, tout en conservant un bon niveau de protection, grâce à la caractéristique temps / courant du relais électronique.
Courant de défaut de phase de faible amplitude
Les transformateurs MT / BT ont généralement un taux de défaillance très faible. La plupart des défauts sont des défauts entre spires ou des défauts phase - terre. Généralement un défaut entre spires n'est pas éliminé assez tôt. Les défauts phase-phase entre bornes MT sont plus rares (voir Fig. B26).
Les défauts les plus fréquents sont des courts-circuits à l'intérieur d'un enroulement MT où le niveau de courant de défaut est faible (de 1 à 6 fois le courant nominal) (voir Fig. B26). En cas de protection par disjoncteur, le relais va détecter le défaut et provoquer le déclenchement dès que le courant aura atteint le seuil de réglage. Le transformateur MT / BT sera déconnecté en toute sécurité.
Courants de défaut de forte amplitude
Dans les rares cas d'un court-circuit entre les bornes MT, la protection doit agir rapidement. Dans ce cas, un disjoncteur est plus lent qu'un fusible MT qui a des capacités de limitation de courant. Toutefois, un disjoncteur pourra éliminer le défaut en moins de 100 ms, ce qui est suffisant pour éviter des dommages graves.
Défauts à la terre de faible amplitude
En cas de défaut à la terre de haute impédance sur un enroulement MT, ou de défaut franc à la terre avec un système de mise à la terre du neutre par impédance, l'amplitude du courant de défaut à la terre est inférieure au courant nominal du transformateur. Les relais autoalimentés modernes intègrent une protection contre les défauts à la terre à faible seuil, assurant une protection efficace dans ces conditions.
Cas de la distribution publique
Dans les applications de distribution publique, telles que les configurations de réseau en boucle MT, les Distributeurs recherchent les solutions répétitives les plus simples pour les postes MT / BT qui sont répartis dans une vaste zone géographique. La puissance du transformateur MT / BT est généralement limitée à 630 kVA ou moins. Les Distributeurs spécifient des solutions compactes d'appareillage à 3 fonctions souvent non extensibles. Dans ce cas, la protection des transformateurs MT / BT par fusibles MT offre une solution optimisée (voir Fig. B27).
