Comprendre les Réglages « Sous-Courant » dans les Relais de Surintensité

Il n'existe pas de dispositif autonome appelé « relais sous-courant ». Au lieu de cela, **les relais de surintensité (ANSI 50/51) intègrent un élément « sous-courant » (ou « perte de charge »)** comme fonction protectrice additionnelle. Cet élément (souvent désigné **37** ou **50/51-UC**) déclenche quand le courant *tombe sous* un seuil réglé, indiquant conditions anormales.

Fonctionnement Élément Sous-Courant dans Relais

• Surintensité Standard (50/51) : Déclenche quand I > I_seuil (Instantané 50 / Temporisé 51).
• Élément Sous-Courant (37/51-UC) : Déclenche quand I < I_{uc_seuil} pendant temps retard réglé (T_uc).
  • Supervise le courant de charge *minimum*.
  • Réglage indépendant du seuil surintensité.
  • Généralement **retard défini** (pas temps inverse) pour traverser transitoires normaux (démarrage moteur, appel transformateur).
• Logique : SI (I < I_uc) ET (Temps > T_uc) ET (Disjoncteur Fermé / Contact 52a) ALORS Déclenchement.

Applications Principales (Pourquoi Détecter Courant Faible ?)

1. Détection Perte Charge / Conducteur Rompu (Moteurs, Pompes, Convoyeurs)

• Scénario : Pompe tourne à vide (cavitation), Accouplement casse, Courroie casse, Convoyeur bloque (moteur déchargé), Courroie ventilateur casse.
• Signature : Courant moteur chute **brutalement** vers valeur vide (30–50% NPC).
• Réglage : I_uc = 50–70% NPC. T_uc = 1–10 s (éviter transitoire démarrage).
• Bénéfice : Empêche dommage pompe (marche à sec), dommage convoyeur (produit bloqué), perte process.

2. Déséquilibre Phases / Monophasage (Moteurs Triphasés)

• Scénario : Une phase ouvre (fusible fond, pôle contacteur casse, fil rompu). Moteur tourne comme moteur induction monophasé.
• Signature Courant : Phases saines : Courant ↑ (1,5–2× NPC). Phase ouverte : Courant → 0.
• Logique Sous-Courant : Détecter I_phase < I_uc (ex. 30% NPC) sur *toute* phase. Plus rapide/sensible que séquence inverse (46) pour moteurs fort glissement.
• Combiné avec 46 (Séquence Négative) : Meilleure pratique : 37 (Sous-Courant) + 46 (Déséquilibre) + 51 (Surcharge).

3. Protection Puissance Inverse / Fonctionnement Moteur (Générateurs)

• Scénario : Moteur premier générateur tombe en panne (moteur meurt). Générateur devient moteur synchrone, tirant puissance réelle du réseau.
• Détection : **Relais Puissance Inverse (32)** est primaire (mesure P < 0). Sous-courant (37) sur sortie générateur peut être *secours* si TCs seulement côté générateur et puissance inverse pas dispo. Courant chute à courant aimantation (~10–20% NPC) couple entraînement perdu.

4. Sous-Excitation Transformateur / Perte Excitation (Générateurs)

• Perte champ (Excitation CC) → Générateur tourne comme Générateur Induction. Courant stator *monte* (pas descend) avec fort tirage réactif. **40 (Perte Champ) / 24 (Volts/Hz) utilisés, pas 37.**

5. Surveillance Circuits Chauffage / Éclairage

• Détecter éléments/ampoules grillés réseaux critiques (feux piste, chauffages process). I_uc réglé sous courant 1-élément-hors-service.

Directives Réglage (IEEE C37.2 / CEI 60255)

Paramètre	Réglage Typique	Note
Seuil (Iuc)	30–70% NPC (Moteur)	Sous courant fonctionnement normal minimum. Au-dessus courant aimantation/vide.
Retard Temps (Tuc)	0,5–10 s	Plus long que démarrage moteur (si même relais). Court pour arbre cassé.
Blocage	52a (Disjoncteur Fermé) + 52b (Disjoncteur Ouvert) logique	Empêche déclenchement disjoncteur ouvert / ligne dé-energisée.
Rapport Réarmement	> 1,05–1,1 × Seuil	Hystérésis évite pompage.

Implémentation Moderne (Relais Numériques : SEL, GE, Schweitzer, ABB, Siemens)

• Logique Flexible : Sous-courant est élément math standard (Math: I_mag < Réglage). Combinable tension, puissance, fréquence, statut disjoncteur.
• Multiples Éléments : 37-1 (Alarme), 37-2 (Déclenchement). Seuils/retards différents.
• Mesure Phaseurs : Utilise phaseur fréquence fondamentale (DFT), immunisé harmoniques/décalage CC.
• Rapports Événements / Oscillographie : Capture forme d'onde courant avant déclenchement pour analyse.

Point Clé : « Relais sous-courant » = **Relais de surintensité avec élément Sous-Courant (37) activé**. Il protège *contre l'absence de courant attendu* – détection unique précieuse pour pannes mécaniques (arbres cassés, courroies, perte premier) et conditions phase ouverte que les éléments surintensité manquent entièrement.