1. Rôle
Le relais ANSI 49T sert à protéger les moteurs ou alternateurs contre les surchauffes des enroulements statoriques, causées notamment par :
- Surcharge prolongée
- Échauffement par déséquilibre de phases
- Mauvaise ventilation (ex. ventilateur défaillant)
- Température ambiante excessive
- Régimes de démarrages répétés
Il permet une surveillance directe via des sondes insérées dans les enroulements statoriques.
2. Principe de fonctionnement détaillé
a) Sondes de température
Les relais 49T utilisent des capteurs RTD (ex : PT100, Ni100) ou thermistances PTC directement placés dans les enroulements statoriques. Ces sondes mesurent la température réelle du cuivre.
b) Comparaison à des seuils
Le relais dispose de seuils de température réglables :
- Seuil 1 : Alarme (ex : 130 °C)
- Seuil 2 : Déclenchement (ex : 150 °C)
- Seuils supplémentaires possibles pour fonctions avancées
Équation :
\( T_{\text{mesuré}} > T_{\text{seuil}} \quad \text{et } t > t_{\text{temporisation}} \Rightarrow \text{alarme ou déclenchement} \)
c) Temporisation
Une temporisation est appliquée pour éviter les déclenchements intempestifs lors de démarrages ou transitoires thermiques.
d) Intégration dans relais multifonctions
Le relais 49T est souvent une fonction intégrée dans des protections de type :
- Easergy P3 / P5
- SIPROTEC
- REG670 / REM620
- Tout IED de moteur ou d’alternateur
3. Emplacements typiques dans un circuit
Emplacement | Fonction | Exemple |
---|---|---|
Moteur HT > 500 kW | Surcharge et surchauffe | Moteur pompe à eau brute |
Alternateurs synchrones | Surveillance du cuivre statorique | Générateur thermique 20 MVA |
Moteurs industriels | Maintenance préventive | Ventilateurs d’usine chimique |
Moteurs de traction | Surveillance en ambiance sévère | Métro, tram, train |
Processus thermosensibles | Détection surchauffe anormale | Extrudeuse ou four à induction |
4. Exemples concrets de fonctionnement
Exemple 1 : Moteur en surcharge prolongée
Un moteur de 800 kW est utilisé au-dessus de sa capacité pendant plusieurs heures. La température statorique monte à 145 °C. Le relais 49T émet une alarme, puis déclenche à 150 °C pour protéger l’isolement du cuivre.
Exemple 2 : Ventilation défaillante
Le ventilateur de refroidissement d’un moteur HT tombe en panne. La température des enroulements monte rapidement à 160 °C. Le relais 49T détecte la température via PT100 et déclenche immédiatement.
Exemple 3 : Moteur HT dans un désert industriel
Température ambiante > 50 °C, couplée à une ventilation réduite. Les enroulements montent à 135 °C sans dépassement de courant. Le relais 49T détecte une surcharge thermique silencieuse.
Exemple 4 : Redémarrage à chaud
Un moteur est arrêté avec des enroulements à 145 °C. La commande de redémarrage est bloquée par le relais 49T jusqu’à retour sous 110 °C.
Exemple 5 : Alternateur de secours en test longue durée
L’alternateur fonctionne en essai pendant 6 heures sous charge. La température des enroulements monte progressivement à 155 °C. Déclenchement automatique par le relais 49T pour éviter un point chaud irréversible.
5. Résumé des caractéristiques clés
Élément | Valeur typique |
---|---|
Type | Relais de température directe des enroulements |
Capteurs | RTD (PT100, Ni100), PTC |
Seuils | Alarme : 130 °C, Déclenchement : 150 °C |
Temporisation | 1 à 60 s selon application |
Complémentaires | 49 (modèle thermique), 38 (paliers), 66 (bloc redémarrage), 86 (verrouillage) |