Relais ANSI 49T – Surveillance Thermique Directe des Enroulements


Relais ANSI 49T – Surveillance Thermique Directe des Enroulements

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

EmplacementFonctionExemple
Moteur HT > 500 kWSurcharge et surchauffeMoteur pompe à eau brute
Alternateurs synchronesSurveillance du cuivre statoriqueGénérateur thermique 20 MVA
Moteurs industrielsMaintenance préventiveVentilateurs d’usine chimique
Moteurs de tractionSurveillance en ambiance sévèreMétro, tram, train
Processus thermosensiblesDétection surchauffe anormaleExtrudeuse 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

ÉlémentValeur typique
TypeRelais de température directe des enroulements
CapteursRTD (PT100, Ni100), PTC
SeuilsAlarme : 130 °C, Déclenchement : 150 °C
Temporisation1 à 60 s selon application
Complémentaires49 (modèle thermique), 38 (paliers), 66 (bloc redémarrage), 86 (verrouillage)