Relais différentiel : L'appareil qui détecte le déséquilibre courant entre entrées et sorties

Qu'est-ce qu'un relais différentiel ?

Un relais différentiel compare en continu le courant entrant dans une zone protégée avec le courant en sortant. En conditions normales, ils sont égaux et opposés (loi des nœuds de Kirchhoff). Toute différence — courant différentiel — indique un défaut à l'intérieur de la zone, et le relais déclenche instantanément.

Principe de base : Balance des courants

Deux jeux de transformateurs de courant (TC) sont installés à chaque frontière de la zone. Leurs secondaires sont câblés en configuration courants circulants ou courants opposés de sorte que le courant traversant (charge ou défaut externe) produise un courant net nul dans la bobine du relais. Un défaut interne déséquilibre les courants secondaires des TC, actionnant le relais.

Caractéristiques clés

• Deux (ou plus) entrées TC : Une par frontière de zone.
• Haute sensibilité : Peut fonctionner à 10–20 % du courant assigné.
• Sélectivité inhérente : Seuls défauts à l'intérieur de la frontière TC provoquent le déclenchement.
• Rapidité : Typiquement 1–2 cycles (16–33 ms à 60 Hz).

Applications typiques

• Générateurs : Protection enroulements stator (87G).
• Transformateurs : Protection enroulements et noyau (87T) ; inclut retenue pour courant d'enclenchement et saturation TC.
• Barreaux : Protection rapide barreaux (87B) ; souvent schémas basse ou haute impédance.
• Lignes/Câbles : Différentiel par fils pilotes ou fibre optique (87L).
• Moteurs : Protection stator gros moteurs (87M).

Pourquoi c'est la référence

La protection différentielle fournit une sélectivité absolue — elle ne surporte jamais. Combinée aux relais numériques modernes ajoutant retenue harmonique, réglages adaptatifs, et schémas assistés communication, elle reste la protection la plus fiable pour les actifs critiques du réseau.