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EMI1.1
la SOCIETE d'ELECTRICITE & de MECANIQUE - (Procédés Thomson-Houstoq & Carels) Sté Ame, à BBDXELLES ,''''4 pour : Un PERFECTIONNEMENTS AUX SYZORRONOSCOPES4.- ""
La présente invention est relative aux synchronoscopes et aux moyens d'indiquer le synchronisme des tensions de plusieurs conducteurs, tels que ceux faisant partie de systèmes de distribution d'énergie usuels, et son objet est de créer des dispositifs qui peuvent être construits économiquement et qui donnent l'indication désirée d'une façon sûre et satisfaisante*
L'objet de l'invention consiste également à créer des dispositifs du type indiqué ci-dessus, qui évitant l'emploi de transformateurs de tension de type usuel, et qui permettant d'obtenir à l'aide d'un synchronoscope de type commercial courant,
l'indication désirée.
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L'invention a également pour objet de créer des dispositifs du type indiqué ci-dessus, qui permettent de disposer le synchronoscope à toute distance convenable des conducteurs dont on désire synchroniser les tensions, et dont le fonctionnement ne soit pratiquement pas affecté par des champs ou perturbations- externes.
L'invention sera mieux comprise en se référant àdla description suivante et au dessin qui l'accompagne, sur lequel on a représenté une réali- sation préférée de l'invention.
La Fig.l se rapporte à un synchronoscope d'un type perfectionné, et
La Fig.2 représente un dispositif faisant l'objet de l'invention*
Se référant à la Fig.l, le synchronoscope est constitué essentiel- lement par les bobines fixes 110, 111, 112 & 113. Les bobines 110 et 111 étant connectées à la source de courant alternatif /114 et les bobines 112 et 113 à une source de courant alternatif 114a, qui doit être synchronisée avec la première* Les bobines 110 & 111 sont montées en*parallèle, mais il a été prévu des dispositifs,comme une réactance 55 en série 'avec la bobine 110 en une ré- sistance 53 en série avec la bobine 111, destiné* à produire une différence de phases dans le courant qui traverse ces bobines.
Elles sont d'ailleurs placées sensiblement à angle droite, ce qui correspond à la différence de phases* Il en résulte la production d'un champ magnétique tournant à la fréquence de la source 114
Un axe 115 traverse longitudinalement ces bobines et transversa- lement les bobines 110 et 113 enroulées autour de lui, ces bobines sont con- nectées en série à travers la résistance 58 à la source 114a. Les bobines 112 & 113 peuvent cependant être montées en parallèle à condition que leur rapport de phases reste le même. Deux pièces magnétiques 117 et 118 sont fixées à l'axe 115 dans des directions opposées de chaque case des bobines fixes 112 et 113.
Ces pièces vont pliées à angle droit et terminées par deux pôles magnétiques 120 & 121 adjacents à des cotés opposés des bobines 110 & 111, de manière à se trouver sous l'influence du champ magnétique tournant créé dans ces bobines.
L'axe 115 ou du moins une partie de cet axe située entre les pièces 118 & 119, f est constitué en une sbustance magnétique de manière à fermer le circuit magné- tique par l'axe de rotation. L'axe 115 est supporté par les paliers 122 et 123
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et porte l'aiguille 62 se déplaçant sur le cadran 125
Le fonctionnement de l' appareil est la suivant :
Les bobines 110 et 111, par suite de leur connexion à la source 114 par 1'i termédiaire d'organes y créant me différence de phases, produisent un champ tournant par rapport à l'axe Ils* Si les bobines 112 et 113 ne sont pas exci- . tées, ce champ entraînera , dans un sens, les pôles montés sur l'axe.
Cependant, si les bobines 112 et 113 sont excitées par la source 114a, les polos et le restant du système mobile sont sollicités à se déplacer tantôt dans un sens, tantôt dans l'autre sens. En effet, à un moment le pôle 120 sera positif et le pôle 121 négatif, et pendant la demi-période suivant de la source 114:, le pôle 120 sera négatif et le pôle 121 positif. Si la fréquence du système 114a est la même que celle du système 114, la polarité des pièces polaires sera renversée à une fréquence qui correspond à la rotation du chanp magnétique et les pièces polaires s'arrêteront dans une position qui dépendra de la relation de phases des deux sources.
Si la fréquence du système 114a est légèrement plus faible que celle du système 114, l'aiguille 62 sera entraînée lentement dans une direction et si la fréquence du système 114a est légèrement plus éle- vée, l'aiguille sera entraînée lentement dans la direction opposée.
La position de l'aiguille 62 sur l'axe 115, est réglée de telle manière que lorsqu'il n'existe aucune différence de phase entre les sources, l'aiguille se trouve dans une position 126 repérée sur le cadran 125. Quand l'aiguille 62 s'approche lentement de ce repère 126, il en résulte que les deux sources s'approchent du synchronisme*
Se référant à la Fig.2, 1 et 2 désignent des conducteurs soumis à des tensions dont on désire indiquer le synchromine Ces conducteurs sont re- présentés comme traversant des entrées de postes de haute tension ou isolateurs
3 et 4, respectivement, qui peuvent être du type usuel rempli d'huile ou à con- densateurs, tels que ceux employés avec les enveloppes de transformateurs ou interrupteurs usuels dans l'huile.
5 représente un synchronoscope*
Des feuilles conductrices, cylindriques et concentriques 6-7 et
8-9 sont respectivement disposées dans les entrées de poste 3 et 4, elles sont représentées en lignes pontillées; els feuilles externes sont constituées près de la surface interne de ces entrées de poste et elles sont maintenues au po- tentiel du sol. Les feuilles internes sont séparées, @ un diélectrique des
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conducteurs 1 et 2 et des feuilles externes, et elles sont soumises à des tensions qui dépendait de la distance qui les sépare des conducteurs. Les feuilles 7 et 9 sont reliées l'une à l'autre par un conducteur 10, et au sol par les conducteurs 11, 12 & 13.
Les feuilles internes 6 et 8 sont reliées, respectivement, par l'intermédiaire des conducteurs 14 & 15, aux grilles des dispositifsà décharge électronique 17 et 18. Les tubes à décharge électroni- que 17 et 18, ainsi que les tubes à décharge électronique 19 et 20, dont on in- diquera la fonction plus loin, sont du type à trois électrodes, et leurs catho- des sont alimentées par l'intermédiaire de circuits 21 et 22 reliés, respecti- vement, aux enroulements secondaires des transformateurs de cathodes 23 et 24 Les enroulements primaires de ces transformateurs sont alimentés par une source de courant alternatif représentée sur le dessin par un générateur de courant alternatif 25, qui est entraîné par un moteur à courant continu 26 alimenté par une source d'énergie 27.
Pour alimenter de tensions de réglage de grilles et de tensions d'anodes les divers dispositifs à décharge électronique, des sources de tension 28,29 et 30 sont prévues, elles sont représentées sur le dessin comne consti- tuées par des générateurs de courant continu montés sur l'arbre du générateur 25 L'armature du générateur 28 est connectée à un circuit qui comprend le conduc- teur 31, la résistance 32, les conducteurs 12, 13 et 33 Il en résulte que l'ex- trémité à main droite de la résistance 32 est au potentiel du sol, et que son extrémité à main gauche est à un potentiel inférieur à celui du sol, d'une quan- tité qui dépend de la source 28. La valeur de cette tension peut être modifiée à volonté, à l'aide de la résistance 63 disposée en série avec l'enroulomont de champ du générateur 28.
Les grilles des tubes à décharge électronique 17 et 18 sont reliées, respectivement, par l'intermédiaire de résistances 34 et 35 et d'un conducteur 36, en un point réglable de la résistance 32, ce qui permet d'appliquer aux grilles de ces tubes une tension négative convenable* Les cir- cuits d'anodes des tubes 17 et 18 sont alimentés de tension par le générateur 29, Par l'intermédiaire d'un circuit qui comprend le conducteur 40, les enroulements primaires des transformateurs 41 et 42, les conducteurs 43 et 44, l'espace en- tre les anodes et les cathodes des tubes 17 et 18, les cathodes de ces tubes, le circuit 21, les conducteurs 11,12 et 33, et la borne opposée de la source 29.
De façon analogue, les tubes 19 et 20sont alimentés de tension par les sources
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29 et 30, par l'intermédiaire d'un circuit comprenant ces sources connectées en série , la conducteur 45, les réactances respectives 46 & 47, et l'espace en- tre les anodes et les cathodes des tubes 19 et 20, les cathodes de ces tubes, le circuit 32, les conducteurs 11, 12, 13 et 33, et la borne négative de la source 29* Les grilles des tubes 19 et 20 sont alimentées de tension de réglage par l'intermédiaire des conducteurs 48 et 49, les enroulements secondaires des transformateurs 41 et 42 respectivement, le conducteur 50 qui est relié en un point convenable de la résistance 32.
Le circuit de débit du tube à décharge électronique 19 est/connecté par l'intermédiaire d'un condensateur 50 et du con- ducteur 52, è. un circuit à deux branches, dont l'une comprend une résistance
53, une des bobines du synchronoscope 5, et lesol en 54, et dont l'autre com- prend la self 55, une seconde bobine du synchronoscope 5, et le sol en 54
Le circuit de débit du tube à décharge électronique 20 est relié, par l'intermédiaire d'un condensateur 56, d'un conducteur 57, de la résistance
58, et d'une bobine distincte du synchrenoscpe 5, au sol en 59. On ne décrira pas plus complètement le fonctionnement du synchronoscope 5, car il est entiè- rement exposé plus haut.
Lorsque des tensions sont appliquées aux conducteurs 1 et 2, une partie de ces tensions apparaît entre les feuilles conductrices 6 et 7 et 8 et
9, qui constituent des connexions par capacité avec les conducteurs 1 et 2. Ces tensions sont appliquées respectivement aux grilles des tubes à décharge élec- tronique 17 et 18, par l'intermédiaire des conducteurs 14 et 15 et des résis- tances 60 et 61, respectivement* L'impédance des circuits d'entrée des tubes 17 .
et 18 est très élevée, de telle sorte que les conducteurs 14 et 15 ne sont pas traversés par des courants d'intensité appréciable, et il en résulte que les tensions des grilles des tubes 17 et 18 sont en relation pratiquement bien dé- terminée à la fois en phase et en intensité avec les tensions des conducteurs 1 et 2 Cette caractéristique est particulièrement importante, car si ces cir- cuits sont traversés par des courants de quelque importance, les relations de phases entre les tensions des grilles des tubes 17 et 18, et celles dee con- ducteurs 1 et 2, peuvent être modifiées par ces courants, et il en résulterait une diminution notable de la présision de l'appareil, ou il serait nécessaire d'employer des moyens compensateurs de phases.
C'est pour cette raison que les transformateurs par capacité cons-
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titués par les feuilles 6-7 et 8-9, conviennent particulièrement bien au but que l'on se propose. Le courant qui traverse ces dispositifs est de très fai- ble intensité, même si l'impédance des circuits qui leur sont reliés est rela- tivement faible.
En prenant les circuits de grille des tubes 17 et 18 d'impé- dance élevée, ces courants sont maintenus à des valeurs si faibles que les ten- sions des grilles des tubes 17 et 18 sont en relation de phases pratiquement constante avec les tensions respectives des conducteurs 1 et 2
Les tensions amplifiées, qui apparaissent dans les circuits d'a- nodes des tubes 17 et 18, sont appliquées aux grilles des amplificateurs 19 et 20, par l'intermédiaire des transformateurs 41 et 42 Les tubes 19 et 20 jouent le rôle d'amplificateurs d'énergie, pour alimenter de courant le synchoronsocoep 5.
Dans l'appareil représenté sur le dessin, les circuits sont dispo- sés de façon à diminuer la déphasage de tension antre les transformateurs à capacité et le shnchronoscope Les selfs et les capacités utilisées dans le sys tème sont de valeurs telles et disposées de telles façons que leurs effets sur les relations de phases dont il s'agit, soient très réduits* Les circuits de cathodes des tubes ainsi que les feuilles 7 et 9 du transformateur à capacité, sent maintenus au potentiel du sol Les tubes 17 et 18 sont situés relative- ment proches des transformateurs à capacité, par exemple à environ 16 mètres.
Le reste du système peut être situé an tout endroit désiré* Avec cette dispo- sition, les effets de capacité distribuée sont réduits au minimum, et l'appa- reil est protégé des effets des champs ou autres influences externes. C'est pour cetteraison que les feuilles externes 7 et 9 sont de longueurs quelque peu supérieures à celles des feuilles 6'& 8 ,ce qui protège ces dernières de toutes perturbations externes* Avec les appareils ainsi constitués, les tensions qui apparaissent dans les circuits de débit des tubes 19 et 20, ont la même re- lation de phases bien définie avec les tensions des conducteurs 1 et 2,'que cel- le qui existe entre les feuilles 6-7 et 8-9,
et le fonctionnement du dispositif 5 est aussi précis que s'il était directement connecté aux conducteur 1 'et 2 par des transformateurs de tension du type usuel.
Le fonctionnement du dispositif 5 est tel que, si la fréquence de la tension du système dont fait partie le conducteur 1, est supérieure à celle du système dont fait partie le conducteur 2, l'index 62 du dispositif. 5 se déplace
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graduellement vers la droite, tandis que, si la fréquence du système 1 est lé- gèrement inférieure à celle du système 2, l'index 62 se déplace graduellement vers la gauche* Si les systèmes 1 et 2 sont en synchronisme et en phase, les grilles des tubes à décharge 17 et 18 sont simultanément positives et négatives, et il en est de même des grilles des tubes 19 et 20;
le courant qui traverse l'anode du tube 19 et le condensateur 50, est en phase avec la tension du con ducteur 2, et de même, le courant qui traverse l'anode du dispositif 20 et le condensateur 56, est en phase avec celle du conducteur 1, par suite, l'index 62 de l'appareil indicateur 5 est vis-à-vis du point de l'échelle qui indique que les systèmes 1 et 2 sont en synchronisme et en phase. Si 'le système 1 est en synchronisme avec le système 2, mais en opposition de phases, la grille du tube 17 est positive, lorsque la grille du tube 19 est négative, et il en ré- sulte que les courants débités par les tubes 19 et 20 sont en opposition de phases, ce qu'indique le synchronoscope 5.
Bien que, dans la présente réalisation, on ait indiqué l'emploi de transformateurs à capacité d'un type spécial, pour obtenir une connexion conve- nable avec les lignes de haute tension 1 et 2, il est clair que l'invention n' est pas limitée à ce mode de liaison, bien qu'il soit préféré, et qu'on peut employer les moyens décrits dans le brevet qui consistent en une chaîne d'iso- lateurs ou autres conducteurs d'iméédalce élevée, reliés entre les conducteurs de haute tension et le sol De même, on peut employer tout autre type convena ble de synchronoscope sans sortir du domaine de l'invention.