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"MODE DE PROTECTION DES GROSSES MACHINES ELECTRIQUES
REFROIDIES PAR VENTILATEURS INDEPENDANTS"
Certaines machines électriques, et en particulier les alternateurs mus par turbines à vapeur,exigen, pour leur refroidissement, une ventilation énergique. Les ventilateurs dont on se sert à cet effet sont, ou bien montés sur les machines elles-mêmes, ou bien actionnés par des moteurs indé- pendants. Ce dernier mode de commande a ltavantage de faci- liter, dans certains cas, la construction de ltalternateur, mais, par contre, il présente l'inconvénient que si le groupe moteur-ventilateur vient à s'arrêter, par exemple; par suite d'avarie.,, la machine n'étant plus refroidie, peut atteindre des températures dangereuses pour la conservation de ses @ isolants.
On conçoit qu'il serait avantageux de portéger
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l'alternateur contre le risque que lui ferait courir ltarrêt du groupe auxiliaire de ventilation.
La présente invention a pour objet un tel mode de protection.
A cet effet, on prévoit un dispositif faisant déclencher 1interrupteur principal commandant l'alternateur dès que la ventilation vient à manquer.
Il suffit, pour atteindre ce but, de munier cet interrupteur principal d'une bobine de déclenchement à minima alimentée, par exemple, par une génératrice entraî- née par le groupe ventilateur ou, d'une façon générale, alimentée par une tension ayant une certaine valeur lorsque le groupe ventilateur tourne normalement et disparaissant ,dès que ce dernier vient à s'arrêter ou à tourner à une vitesse anormalement lente.
Le déclenchement de l'interrupteur principal commandant l'alternateur,au lieu d'être provoqué électri- quement, pourrait être déterminé par un dispositif mécanique quelconque commandé, par exemple, soit par un appareil centrifuge actionné par l'arbre du groupe ventilateur, 'soit par un appareil pneumatique dépendant de la pression produite par le ventilateur, l'interrupteur principal s'ouvrant tou- jours lorsque le groupe ventilateur vient à ralentir anorma- lement ou à s'arrêter.
Dans le même ordre d'idées, il est facile de pré- voir un grand nombre de dispositifs utilisant à la fois Inaction électrique et l'action mécanique pour faire déclen- cher l'interrupteur principal de l'alternateur quand la ventilation devient insuffisante ou vient à manquer.
La protection de l'alternateur, conformément à l'invention, peut se réaliser également de la manière suivante : le groupe ventilateur actionne une petite génératrice, laquelle a pour fonction: de fournir l'excitation
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indépendante de ltexcitatrice de l'alternateur. En cas d'avarie entraînant l'arrêt' du groupe ventilateur, l'exci- tatrice de l'alternateur et, par suite, l'alternateur lui- même se trouvent désexcités. De ce fait, l'induit de l'al- ternateur est le siège d'un courant important qui fait déclencher l'interrupteur principal. On peut donc réaliser, de cette dernière manière, la protection de l'alternateur sans qu'il soit nécessaire de prévoir un appareillage spécial.
L'excitation indépendante de l'excitatrice présente d'ailleurs d'autres avantages dont le principal est la plus grande rapi- dité avec laquelle agit le régulateur de tension.
Les dispositions énumérées précédemment, conformes à l'invention, sont donc caractérisées par le fait que la machine principale est brusquement séparée du réseau dans le cas où sa ventilation vient à faiblir ou à manquer.
Il peut être désirable que la machine, en cas d'arrêt de sa ventilation, tout en étant mise à l'abri d'échauffements excessifs, reste accrochée au réseau et même continue à fonctionner sous charge réduite. Les perturbations sur le réseau sont de cette façon réduites au minimum et l'électricien chargé de la conduite des machines dispose de quelque temps pour parer aux conséquences de l'accident.
Les dispositions, conformes à ltinvention, réalisant la protection de la machine sans séparer celle-ci du réseau prévoient, en.cas d'arrêt de la ventilation, la réduction automatique de la charge de la dite machine jusqutà une valeur compatible, pendant un temps -limité, avec labsence de la ventilation et, le cas échéant, la réduction corres- pondante du courant dtexcitation. A titre d'exemple, un turbo-alternateur pourra, suivant l'invention, être protégé de la façon suivante contre'le risque d'arrêt du groupe ventilateur prévu pour son refroidissement : le servo-moteur
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commandant le régulateur de la turbine entraînemet l'alter- nateur est sous la dépendance d'une tension produite, par exemple , par une dynamo entraînée par le groupe moteur- ventilateur.
Dès que cette tension vient à faire défaut, le servo-moteur est ramené dans une position telle que l'ad- mission de vapeur,à la turbine ne correspond plus qu'à une faible charge de 1''alternateur. Lorsque celui-ci est muni 'd'un régulateur de tension de bobines d'intensité permettant la marche en parallèle avec d'autres alternateurs pourvus également de régulateurs, l'excitation de l'alternateur acci- denté est, par l'action'du régulateur de tension lui-même, réduite à la valeur qui correspond à la faible charge débitée.
L'alternateur continue donc à fonctionner sous charge réduite ; les pertes dans les enroulements statoriques et rotoriques sont alors très faibles, les pertes dans le fer sont également moins fortes qu'en marche normale. La génératrice peut donc fonctionner dans ces conditions, pendant un temps plus ou moins long, sans échauffement dangereux pour ses isolants.
Dans le cas où l'alternateur n'est pas pourvu d'un régulateur du genr de ceux qui ont été envisages précédemment, il est indispensable, pour protéger l'enroule- ment inducteur et même l'induit de l'alternateur, de réduire l'intensité du courant d'excitation. A cet effet, on place dans l'excitation de l'alternateur, ou mieux dans l'excitation de son excitatrice, une résistance normalement court-circuitée, résistance dont la valeur est suffisante pour que son intro- duction dans le circuit réduise fortement le courant inducteur.
Cette résistance est court-circuitée par l'action d'une bobine à minima dépendant dtune tension produite, par exemple, par la dynamo mentionnée plus haut, qui est entraînée par le groupe moteur-ventilateur. Dès que cette tension vient à manquer, la résistance introduite dans le circuit limite
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le courant inducteur de l'alternateur à une valeur prédé- terminée, valeur qui correspond à la faible charge sous laquelle travaille l'alternateur accidenté après le fonc- tionnement du servo-moteur de la turbine. Lorsque le type de régulateur de tension s'y prête, la disparition de cette tension peut, au lieu de provoquer l'intercalation de la résistance d'excitation dont il est question ci-dessus, modifier automatiquement le réglage du régulateur'de tension de façon à réaliser le même résultat.
On conçoit que Inaction'sur le.. régulateur de la turbine et que couverture du court-circuit de la.résistance dtexcitation, en cas d'arrêt de la ventila- tion, au lieu d'être commandées électriquement par l'arrêt du groupe ventilateur pourraient, sans que l'on sorte'du cadre de l'invention, être déterminées par un dispositif mécanique quelconque, par exemple, par un appareil centri- fuge mû par l'arbre du groupe ventilateur ou par un appareil pneumatique dépendant de la préssion produite par le ventilateur ou encore par un dispositif utilisant à la fois l'ac- tion électrique et mécanique.
Il convient de rappeler que le turbo-alter- nateur dont il est question ci-dessus n'a été cité qu'à titre d'exemple ; ltinvention se rapporte à toute machine génératrice ou réceptrice à ventilation indépendante'dont la charge peut être réduite automatiquement lorsque la ven- tilation devient insuffisante ou vient à manquer, l'excita- tion étant, le cas échéant, rédiote,soit pàr l'intercala- tion d'une résistance, soit par une modification automa- tique du réglage du régulateur de tension.