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Réglage de lï. tension de liénes à longue distance pour cou-
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rants alternatifs.
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Dans les lignas . longue distance à courant alternatif, on constate coinrir >hnomÈ.n ;.s perturbateurs en première ligne l'action de la caj;acité it celle de la. selfinduction 'lui produisent d'une part la puissance duwattée de charge et d'autre part la puissance devait'ie inductive. On a développé des systé;a#s l'aidrà C. svu:¯ ¯s on .:tut compenser ces deux puissances dwatt'2s ;?=.r l'2.,l;n: ù'un3 pui3sance dévattéi. ixtérii iJr. , pour autant ;;' e l.;s i1'c,:.:i,;sent prs d'elles-né;>es en Séns inverse.
La lieL1;; zist elors 'arcouruB essentiellement par du cou-
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rant effectif et se comporte comme uns ligne à courant continu,
Dans les lignes compensées de ce genre, dont les influences perturbatrices principales ont été supprimées, il reste alors comme phénomène accessoire perturbateur la parts ohmique dans la résistance des lignes.
Elle est provoquée avant tout par les courants effectifs existant presque seuls maintenant et implique dans le cas de lignes longues, une chute considérable ,de: la tension entre les stations produisant Il(--
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nergie et, les stations recevant lt én:rc::4 , On a représenté aux fig, 3. et ? pour une ligne a longue distance comportant deux stations d'^xtr.smité et trois stations intermédiaires, la répartition du courant effectif Jar lr long de la ligne, a titre el. , 8X,S:1ilpl&:. On a supposa que. la station de droite et celle de gauchs sont 1i2:1: t2tal;r:LCcs et que les trois stations intermédiaires 91:::::11n:.:n"l; du cour2nt..Il se produit alors une perte de ten9 .G¯ ohmiyu.
C (.nsic18n'J.bls depuis les stations d'extrémité aliEEntatr 1c"-l1 Jusqu'aux stetions consommatrices du milieu, pirts ;,ii -,:::ut changer de sens lorsque par Exemple l'une des stotion-a ln(.(.>rm':10,h"R3 .''lim=.nta et l'une des S-aJ....L' 0"''''' '1 t .' -.J-r . 1;.=i .t:1 C 0,),- ",':,''' doe 1 /," . r rr i <0 Suivant la, présente inve::'1,:.on, Cf: th: ch;,i .t<: dn tension ohmique du courant effectif ;'st CU")p"nSè" c ca;;l tr:. ï:.n;
ou bien surcompensée ou sOUS-C011f'-?llSv:' ,'rt.Lc:].J.';.nn1t de tells. manière que des courants dc;am.tt.;,> sont n1.1:'1168 aux stations intermédiaires de la ligne auxquelles cl2.g courants effectifs sont amenés ou empruntés à la liGne, les courants débattes ans' liés à la' ligne. se trouvant sous la dépendance, des courants ef- fectifs amenés' au marne dandroit.
La fig. 3 montre le diagramme vectoriel d'un tronçon.On
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voit que la différence de tension 811tr::: deux stations 81 et S2 dont ;Les, tënsions E1 et E2 ;, écartent l'une de 11 autre d'un angle de phase relativement minims est donnée par la formule
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E - E à zl E = R 3 + 1d L (1) E L
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- 3 ' 366374 dans laquelle R :: set la résistance et lil L est l'inductance, le courant effectif et Jb le courant déwatté dans la tron- çon de litna. Pour faire disparaître la différence de tension
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entre les stations, il doit donc s'écouler dans le tronçon de
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liene un courant d4ratt ayant la grandeur :
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Il doit iic c".<.1. C 'ur ',l considère indu 'X(;cl.:ü",;,,¯., 3n 3. ,'; ...,Vd'8, '",,,unl,nt .:ffüctif.
La ±1¯. 4 ::on-r 1 r rtitson des courants daera;;t.:s le long d3 t(j'j3 1-s tn.1 çuns de la li.n2, lui sont nécessaires pour la, GL..l).;n3atiGn da toutes les tensions ohmiques dans tous l:s tronçons d 1.:' liU18. On voit donc que les courants d-':ratts c1civ .1'l a?\ir 1= long de toute la ligne des grandeurs diffre.lt8s, suivant 1:., r partition des courants effectifs ui existent sur la li[n3 ' n'importe (lUl moment.
Cis courants c'1.watts sont, suivant la présente invention, a::ienàs la lienc- datis les stations mêmes dans l3 s quelles lu :Jui'3sanc ff8ctlve est arnenée aussi ou emprunté ,pour qu'a droite; st y:a.:oclm d: chaque station s'écoulent les courants dw2tt,s prescrits par 1'uquation 2, on doit dans chaiule station, suivant la. fig, 4, amener la différence des couranis d0vratt'J'J n0ceC:;saÜes droite et à gauche, c'est à dire
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une valeur;
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dans 1<;cluell:: on a Ckslcné par Jazz et JW2 les courants effectifs dans 1>s tronçons de lignes raccordes et par J la différence ds cbs 1:#u;; =cuian ls effectifs, nui donnent précisez ::Gnt le ccura,it t s; fî : c t iî (le la station, On E r2port . 1:, fig. 5 la grandeur et la ruptition de cs courant ôià.i.itté dl'n3 1::: différentes stations d'extrcvit:: :L Lnter:i;..lL< lLr s.
On voii ;,u les stations intei\;i...ii-
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res consommant de la puissance eff-ctive ("civE'nt :nvc5rr-r dans la ligne du courant déwatté inductif tandis; qur stations extréines fournissant ILi, p.-àiascnc: nf±;ctJ-vi ei%-àt; zxtraJLii extrêmes fournissant pui.ssncs !"ff:ctivs .;.civE!Tb :xtr7t.m du courant déwatté inductif ou bien, es 17'-V"-Ilt au i;;f#.:s , doivent envoyer dans la, ligne du courant démette capacitif, c'est a dire qu'elles doivent donc êtrs scus-pxcitjss.
Suivant la présente invention, la partie >.ni.tion en cùuri,,nt déwatté servant à compenser la chute de tension ohmique sera
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réglés pour chaque sta.tion suivant l'équation ('5.) de te Us manière qu'elle est toujours proportionnelle au courant effettif de la station, avec un factsur de proportionalité qui est donné 'par le rapport de la résistance ohmique et de l'induc-
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tance de là ligne a longue distance' Si on réalise automati- quement un semblable réglage, la tension de toutes les sta.- tions sur la ligne"à' longue distance reste automatiquement exactement constante.
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on peut suivant la présents invention produire égaisuent avec facilité une surcompensation de la.
chute, ds tension ohmoque en choisissant la participation sn courant débatte Jb un peu plus grande que suivant l'équation (3). Si l'on règle cette participation de courant d-éi<att,1 de tutss Ips stations ou de certaines stations par exsrnpl" de telL" ni" r qu'e-llc possède une valeur double de c:ll: c7otn =..r 1 1: : ;..1; ic (5), on obtient à la, place e d 1 u il chute ds t.nsicn, dr'ns l'11,^¯.c:'ibh, un accroissement de tension dans le sans de l'écoulement du courant effectif, accroissement lui se calcul: d'après les
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quations (l) et .(2) de la manière suivante: 21 E = RJ .L ( -. 2-R ±- J -R J (4)
On peut donc, suivant la présents invention, compenser la ligne à longue distance dans n'importe quelle mesure désirée ou bien la surcompenser ou la sous-compenser.
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Si, contrairement à la fie-- l'angle ds phase entre
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deux stations voisines .:-ossède une grandsur considérable,les conditions sont un =.eu plus comnliluées au point de vu3 des formules, inais on p. rviint toutefois aussi par un réglage appropri du courant c3.\'ratt,- de chaque station à compenser ou surCO!:lp±:nssr la chute de tension ohmique.
Il (èst avantageux d'effectuer automatiquement le réglage de la yr..rt de ciJi#mt dGwa tté pour la compensation ou la surcoupensat-on Cc'; la chute de tension ohmique. Ceci put se faire eL= 1:. .'1, nlr::: le lus s s 1> .i ;. li par le fait qu'on mesure le c c.,ii.i,nt # 1'±:CLL± eu '01.; par comparaison avec la tension E <1.;; 1.? sLc',L.Ll1::"l Jul'w[1"c:: effective au moy±'n d'un i11stru.Llf- nt siatt:.¯, i, .. ! , "L 'en 11 x....rce une influence supp10n'nt. 'r . sur IL l1¯CS.'c.tlf mg7.,..¯ ' -7 existant déjà du courant duvfatt vU 1.;, 1- Lésion c. 1, :::tat':'L':1.
Si Pen a par 3X81ilple 1<::,'1';; la ,':tn...u1 ,i î : 1-- ¯ ¯:. li.l1.i.re flue l'équilibre des diffr=nt:.s ui w::"¯ ¯1.',,-e:tt';;t.3 sur la licne est reprsent3 par un 1!1diC2.t\;r ==.a ;:-r2.s suivant l'éQuation de condition CtJ CE2 - E JS,Sin 0 - Cc LJ12 -C/ L2J22 = 0 (voir If cl8...",'j<L d. brcvst I1Q 287982 du 28.11.1929,Rer..1425) on ps.ut f;ir:; 8.L:i.r sur l'indicateur une force supplémentaire 'lui ccrres¯;ni'. 1" puissance :
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lorsqu'on veut cbtsnir une compensation exactement parfaite de lE\ chute ohLiÍ.clu8 de la ligne .
On peut dans ce but, conformément 2 la fiy. 6, adjcindre à l'indicateur un élément supplé mentaire :lui est influence par la tension et le courant effectif dc la station conformément %CI l'équation (5), avec un facteur de proportionalité qui contient le rapport de la résistance et ds l'inductance de la ligne à longue distance.Comme ce quotient est ;en général un petit nombre, cet élément agit le plus souvent avec un moment de rotation suppléraenteire minime et provenu-', un:: élévation de la puissance'déwattée de la station dans la ::i= sure ,le 1:. partie de gauche de l'équation (5)
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-6- 366374 En somme, on obtient par l'addition del'équation (5) st
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de l'éauation de condition
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dans laquelle . , - - J S désigne le couran't;
de la station sans coinpensation ohmique et 3- b le courant détiatté supplémentaire pour la'compensation ohmique, lui forment ensemble le courant
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d6watté'total de la station. L'équation de condition pour la compensation complète de toutes les puissances déwattées et
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des chutes de tension est par cons,}a.nt ;
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@ On.volt d'après ceci que le troisième terme pour la com- pensation de la chute de tension ohmique de la. ligne en cas de prise de,puissance par la station considérée, hors de la ligne, possède le même signe que les deux derniers termes du coté gauche qui représentent la chute de tension inductive sur la ligne* En cas de consommation de puissance de plus en
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- plus grande de 'la station, le courant dévratté ast da plus en plus'diminué par la second terme da l'é-mation (?). En cas de débit de puissance dans la ligne , 1'. s¯ï:.m c'¯u terme ohmi'ue se renverse tandis que celui des t..;r;;i=x inductifs rest= :#w<,intsnu.
'La compensation de la chute cÂ: U:.sl;ßon ohmi'ius dans lim. ligne et son réglage suivant la rswW , scn-c tout a fait indépendants de la grandeur c'.:-:s lonr:v.m.urs dw tronçons que le courant effectif parcourt sur la ligne' la réglage de chaquetension individuellement et des tronçons de ligns qui lui sont raccordés est en outre indépendant de la, question de savoir comment les autres stations font la réglage- En cas
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d'absencé.copléte d'une des stations, le réglage des autres et par.
conséquent la çompènsatjion ohynitlue d'ensemble .restent complètement intactes' Ceci provient de ce que d'après la mé-
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thode ici décrite, seul le courant déwatté est renforcé ou affaibli dans une mesure telle que le courant déwatté de compensation se règle Exactement de lui-même sur les lignes.
La grandeur du ternie. de compensation suivant la présente invention, c'est à dire du troisième terme dans l'équation (7) constitue dans le cas de lignes a grande distance avec leur forte inductance, en moyenne un pourcentage minime seulement
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des C6utL'8S ter èS' pems le cas de câbles, toutefois, où l'inductance .st t*Lnin,-i-@; cs troisième terme peut devenir dans 1'-'luaticn (7) 1'' Jll.lC, lue 11.<z deux derniers termes qui refiltent i'inf7ui .ici c'.;. 1 c ut:: de tension inductive Dans l3 cas d'installation de câblas s à haute tension, la disposition est
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par conséquent t 1. ' u n# importance particulière.
Pour 1. fonctionnEment suivant la présente invention il est indifférant que ce soit le courant déwatté qui agit sur le réglage de machinescourant déwatté pour la compensation suivant l'équation (3) ou bien la puissance déwattée correspondante suivant l'équation (5), comme on l'a représenté à la fig. 3, ou bien qu'on fasse agir ce réglage supplémentaire sur des bobinas de selfinduction, des condensateurs ou d'autres gé nérateurs fixs de puissance déwattée.
On peut même faire agir pour le réglage de la tens::.on la compensation supplémentaire également sur des transformateurs qui sont intercalés par exem ple entre la ligne à longue distance et le réseau de charge N de la station avec ses génératrices et autres appareils, car on influence c-insi également le courant déwatté d'ensemble (lE la station.
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Chacun des tsrj'kS de l'équation (7) peut être représenté pai un élément d l'indicateur suivant la fig. 3 et produit un réglage corr3s¯'onc)bnt du courant déwatté de la station.Si l'on veut sU'LT.l.Jf1-r un autre système de mesure dans l'indicateur on peut rassembler le .3ecl,.l1Cl Jt \le troisième terme de 1'éiua- tion (7) et l'on obtient :
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On doit donc donner au système de mesure commun à cet effet un facteur de proportionalité et un décalage angulaire qui
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sont déterminés par le rapport de R eL d.eCcl L.
Lorsque les différents tronçons d= lign.: des deux cotus d'une station ont des résistances et des seifinductions de grandeurs différentes de telle sorte que leurs rapports R L sont différents, .on ne peut plus opérer la concentration des courants'effectifs suivant l'équation (3) lorsque la chute de
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tension o]Îmique doit être coinpens:30 .
Le courant débatte de compensation suivant l'équation (2) est actuellement .-alLble .au contraire pour chaque tronçon ce ligne s .lpir àr,ient.0n doit par conséquent amener à la station actuellement un courant déwatté de la grandeur :
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on n'a p,¯actue11ement de ,relation Sii:lp1e CGnc=r.w:ol; 1 couranteffectif de la station. on doit ::u c ontraire suo- 'siste:t.' les deux coure.nts cIE l:Lcn::. nt.- ;i::;:; l' Cil oM;l::-nt È:. la sister les deux courants place du 'troi, q3 -eiiiL> terme de la. condition d'd11Ülibrc ( 7 ) la, valeur de 'puissance:
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Pour la représentation de ces termes dans l'indicateur, on
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fait fonctionner de préférence, las puissances effectives salécoulant dans les tronçons de ligne de chaque station sur des éléments wattmétriclu--s séparés tandis que 1s moment de rota- tion est approprié au rapport de la résistance à l'inductance .
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- .¯ ... - de chacune des lignes.