Image thermique Code ANSI 49RMS

Fonctionnement

Cette fonction permet de protéger un équipement (moteur, transformateur, alternateur, ligne, condensateur) contre les surcharges, à partir de la mesure du courant absorbé.

Courbe de fonctionnement

La protection donne un ordre de déclenchement lorsque l’échauffement E calculé à partir de la mesure d’un courant équivalent Ieq est supérieur au seuil Es réglé.

Le plus grand courant admissible en permanence est Le temps de déclenchement de la protection est réglé par la constante de temps T.

 l’échauffement calculé dépend du courant absorbé et de l’état d’échauffement antérieur

 la courbe à froid définit le temps de déclenchement de la protection à partir d’un échauffement nul

 la courbe à chaud définit le temps de déclenchement de la protection à partir d’un échauffement nominal de 100 %.

Seuil alarme, seuil déclenchement

Deux seuils en échauffement peuvent être réglés :

 Es1 : alarme

 Es2 : déclenchement.

Seuil "état chaud"

Lorsque la fonction est utilisée pour protéger un moteur, ce seuil fixe est destiné à la détection de l’état chaud, utilisé par la fonction limitation du nombre de démarrages.

Constante de temps d’échauffement et de refroidissement

Constante de temps à l’échauffement. Constante de temps au refroidissement Pour une machine tournante auto-ventilée, le refroidissement est plus efficace en marche qu’à l’arrêt. La marche et l’arrêt de l’équipement sont déduits de la valeur du courant :

 marche si I > 0,1 Ib

 arrêt si I < 0,1 Ib.

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Deux constantes de temps peuvent être réglées :

 T1 : constante de temps d’échauffement : concerne l’équipement en marche

 T2 : constante de temps de refroidissement : concerne l’équipement à l’arrêt.

Prise en compte des harmoniques

Le courant mesuré par la protection thermique est un courant efficace triphasé qui tient compte des harmoniques jusqu’au rang 17.

Prise en compte de la température ambiante

La plupart des machines sont conçues pour fonctionner à une température ambiante maximale de 40 °C (104 °F). La fonction image thermique prend en compte la température ambiante (Sepam équipé de l’option module/sonde de température, avec la sonde n°8 affectée à la mesure de la température ambiante) pour augmenter la valeur de l’échauffement calculé lorsque la température mesurée dépasse 40 °C (104 °F).

Facteur d’augmentation :

où T max est la température maximum de l’équipement (selon classe d’isolement).

T ambiant est la température mesurée.

Adaptation de la protection à la tenue thermique d’un moteur

Le réglage de la protection thermique d’un moteur est souvent réalisé à partir des courbes à chaud et à froid fournies par le constructeur de la machine.

Pour respecter parfaitement ces courbes expérimentales, des paramètres supplémentaires peuvent être réglés :

 un échauffement initial, Es0, permet de diminuer le temps de déclenchement à froid.

 courbe à froid modifiée :

 un second jeu de paramètres (constantes de temps et seuils), permet de tenir compte de la tenue thermique rotor bloqué. Ce second jeu de paramètres est pris en compte lorsque le courant est supérieur à un seuil réglable Is.

Prise en compte de la composante inverse

Dans le cas des moteurs à rotor bobiné, la présence d’une composante inverse augmente l’échauffement du moteur. La composante inverse du courant est prise en compte dans la protection par l’équation

où Iph est le plus grand courant phase Ii est la composante inverse du courant K est un coefficient réglable

Pour un moteur asynchrone, la détermination de K se fait de la manière suivante : où Cn, Cd : couple nominal et au démarrage

Ib, Id : courant de base et courant de démarrage g : glissement nominal

Sauvegarde de l'échauffement

Sur déclenchement de la protection, l'échauffement en cours majoré de 10 % est sauvegardé (la majoration de 10 % permet de tenir compte de l'échauffement moyen des moteurs au démarrage).

Cette valeur sauvegardée est remise à 0 quand l'échauffement a suffisamment diminué pour que le temps de verrouillage avant démarrage soit nul.

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Cette valeur sauvegardée est utilisée au retour après une coupure d'alimentation du Sepam en permettant de repartir avec l'échauffement qui à provoqué le déclenchement.

Verrouillage du démarrage

La protection image thermique peut verrouiller la fermeture de l’appareil de commande du moteur protégé tant que l’échauffement n’est pas redescendu en dessous d’une valeur permettant le redémarrage.

Cette valeur tient compte de l’échauffement que le moteur produit lors de son démarrage. Ce verrouillage est regroupé avec celui de la protection limitation du nombre de démarrages et une signalisation DEMARRAGE INHIBE informe l’exploitant.

Inhibition de la protection image thermique

Le déclenchement de la protection image thermique (cas d’un moteur) peut être verrouillé, lorsque le process l’exige, par :

 l’entrée logique I26

 la télécommande TC7 (inhibition de protection thermique).

La télécommande TC13 permet d’autoriser le fonctionnement de la protection thermique.

Prise en compte de deux régimes de marche d’un transformateur

Un transformateur de puissance a souvent deux régimes de marche (ONAN et ONAF, par exemple).

Les deux jeux de paramètres de la protection image thermique permettent de prendre en compte ces deux régimes de marche. Le basculement d’un régime à l’autre est commandé par l’entrée I26 du Sepam ; il s’effectue sans perte de la valeur de l’échauffement.

Prise en compte de deux régimes de marche d’un moteur

Le basculement d’un régime de marche sur l’autre est commandé soit par :

 l’entrée logique I26

 le franchissement d’un seuil par le courant équivalent.

Les 2 jeux de paramètres de la protection image thermique permettent de prendre en compte ces 2 régimes de marche.

Ce basculement est effectué sans perte de la valeur de l’échauffement.

Schéma de principe

Informations d’exploitation

Les informations suivantes sont disponibles pour l’exploitant :

 l’échauffement

 le temps avant autorisation de redémarrage (en cas de verrouillage du démarrage)

 le temps avant déclenchement (à courant constant).

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Caractéristiques

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