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"REGLAAGE AUTOMATIQUE A DISTANCE DE L'ECHANGE D'ENERGIE ENTRE DES CENTRALES ELECTRIQUES INTERCONNECTEES"
La présente invention est relative au réglage automatique de l'échange d'énergie de deux ou plusieurs centrales électri- ques interconnectées. Lorsque, sur la ligne d'interconnexion de deux centrales, l'anergie transmise vient à s'écarter brus- quement de la quantité prévue, le dispositif automatique de réglage intervient et agit sur les régulateurs des turbines de l'une ou l'autre des centrales,jusq'à ce que l'écart entre la puissance effectivement transmise et la valeur qu'elle devrait avoir ait disparu.
Cette forme d'exécution connue do réglage à distance occasionne dés difficultés, surtout lorsque la puissance totale des deux réseaux interconnectés est importante
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en comparaison de la puissance à échanger qui doit être main- tenue constante ou pouvoir être variée à volonté. Il est sou- vent désirable de pouvoir maintenir constant l'échange d'éner- gie entre deux centrales ou de pouvoir le régler sans influen- cer d'autres réseaux qui seraient encore interconnectés avec les deux centrales. Ces difficultés provienent de ce que, lorsque la puissance débitée par une centralevarie, il en résulte immédiatement une variation de la fréquence de cette centrale et de celle de toutes les centrales accouplées avec elle.
Il est en effet impossible de maintenir une marche en parallèle entre des centrales indépendantes avec réglage astatique des vitesses angulaires, c'est-à-dire avec une fré- quence absolument constante. Toutefois, les changements de fréquence qui se produisent à la suite de manoeuvres de réglage isolées ont pour conséquence de modifier non seulement l'éner- gie d'échange qu'il s'agit de régler, mais aussile débit total du réseau, puisqu'à chaque élévation de la fréquence tous les moteurs branchés sur le réseau doivent momentanément être accélérés et continuent encore, une fois l'état d'équili- bre atteint, à absorber davantage d'énergie on raison (-le, leur vitesse accrue.
S'il y a plus de deux centrales intermconnectées chaque manoeuvre de réglage à l'une des centrales provoque un décalage de l'échange d'énergie entre toutes ces centrales, alors que le but du réglage était simplement de modifier l'é- change d'énergie entre deux de ces centrales. Or, pour les appareils régulateurs , cela. signifie qu'ils ont à modifier le débit des machines non seulement de cette quantité, mais d'une quantité différente d'un ras à l'autre, puisque tout change- ment imposé au débit d'échange tel qu'il était défini par un réglage antérieur, entraîne obligatoirement une modification du reste de la charge existant sur les réseaux à ce moment.
La plupart du temps, le débit d'échange à régle: 11.'est qu'une
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fraction de l'ensemble de la charge du réseau, de sorte que la répercussion indésirable de ce réglage sur le réseau est par- fois plus importante que la variation du débit d'échange à produire. Le fait que par suite de la charge variable du ré- seau, il faut chaque fois, pour obtenir un changement déterminé du débit d'échange, une manoeuvre supplémentaire du régulateur, rend dans ces cas un réglage automatique de ce genre absolument impossible.
Pour obvier à cet inconvénient, le réglage de l'échange d'énergie entre deux centrales interconnectées -j'effectue en agissant non pas'sur une centrale seule, mais de façon aussi simultanée que possible sur au moins deux centrales, et cela de telle manière que la fréquence de ces réseaux reste appro- ximativement la même avant et après leréglage. Dans ces con- ditions , la fréquence et la puissance totale débitée par les deux réseaux, de même que le débit d'échange circulant dans d'autres réseaux qui peuvent encore être interconnectés en même temps avec eux, av sont pas touchées par ce réglage.
Si, par exemple, une centrale A est interconnectée avec une cen- trale B, et le cas échéant avec d'autres centrales, et que le débit d'échange de A vers B doive être augmenté de 10 000 KW. cette opération s'effectue, suivant l'invention, en agissant sur les régulateurs des machines de la centrale A dans le sens d'une augmentation de son débit, et sur ceux de la cen- trale B, au contraire,dans le sens d'une diminution de son débit.
En supposant que les régulateurs des machines des deux centrales aient le même statisme (décrément), il faut que les régulateurs des deux centrales subissent des déplacements égaux, mais de sens opposé. On agira par exemple sur le régu- lateur de la centrale A de telle manière que si cette centrale marchait seule, il en résulterait une élévation permanente de
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la fréquence de 1%. tandis que dans la centrale B, le chan- gement de position du régulateur doit correspondre à une dimi- nution de la fréquence de 1% si cette dernière centrale marchait seule. De cette manière,la fréquence en marche en parallèle est maintenue à la mené valeur avant et après le réglage.
Mais si les machines de la centrale A sont réglées par exemple pour un statisme de 2% rapporté à 10 000 kilowatts et celles de la centrale B pour un statisme de 3% rapporté à 10 000 kilowatts, les régulateurs de la centrale A sont à déplacer suivant l'invention d'une quantité moindre que ceux de la centrale B.
Dans le cas envisagé, le déplacement des régulateurs de la centrale A doit être augmenté de telle sorte que la vitesse subisse un changement permanent de 1%,'tandis qu'à la centrale B , il doit être diminué pour une variation de vi- tesse de 1 ,5µla. Si les puissances respectives des deux cen- trales A et B étaient inégales , il ne faudrait pas tabler, dans le calcul ci-dessus,sur le rapport des valeurs absolues des sta- tismes, mais opérer d'abord la réduction des statismes res- pectifs des deux centrales en les rapportant à la même puis- sane.
Alors que jusqu'ici, pour modifier le débit d'échange, on déplaçait l'organe de changement de vitesse des régulateurs de l'une des deux centrales du montant intégral du changement désiré, ce déplacement se répartit, suivant l'invention et comme il a été montré plus haut, entre les deux centrales dans le rapport des statismes respectifs de leursrégulateurs, ré- duits à impuissance égale, afin que le réglage n'entraîne aucun changement de fréquence.
Le principe exposé peut se mettre en pratique de plu- sieurs façons. On peut par exemple installer, au point d'in-
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terconnexion où se fait la mesure de l'échange d'énergie, l'organe émetteur d'un télé-wattmètre, qui transmet aux deux centrales intéressées la lecture du wattmètre et influen- ce dans chacune d'elles un organe de comparaison de façon telle que celui-ci provoque la manoeuvre voulue des régulateurs des machines. Une autre forme d'exécution consiste à installer au point d'interconnexion non pas un téléwattmètre mais l'orga- ne de comparaison lui-même,ainsi qu'un organe répétiteur éven- tuel. Cet organe comparateur transmet alors à distance non pas des courants de mesure, mais des impulsions influençant les régulateurs des deux centrales.
Si l'on donne aux impul- sions des durées égales pour les deux centrales, il suffit de veiller à ce que les vitesses de réglage (kilowatts par seconde) soient égales aux deux centrales,c'est-à-dire que les régulateurs soient déplacés de la même puissance par se- conde. A cet effet, la vitesse des moteurs pilotes adaptés aux régulateurs doit être réglée de manière à dépendre du nombre et de la puissance des machines en service de cette centrale et du statisrne de ces régulateurs
Le dessin annexé montre le schéma d'un montage pour l'alimentation des moteurs -pilotes des régulateurs des ma- chines motrices, qui est particulièrement approprié à ce but.
Les moteurs - pilotes sont à excitation shunt et, par prin- cipe, leurs induits sont, pour les régulateurs de toutes les machines motrices en service, montés en série tant entre eux qu'avec une résistance additionnelle. Chacun de ces induits est en outre pourvu de résistances montées en parallèle avec lui et cela de façon telle qu'en parallèle avec chaque induit, il y ait d'autant plus de résistances qu'il y a do machines montées en série. A l'arrêt d'une turbine, on met en court- circuit l'induit du moteur - pilote correspondant.
Les résistan-
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ces en parallèle constituent, ensemble avec la résistance en série un diviseur de tension qui absorbe constamment la même intensité de courant et délivre aux induits la tension qu'il faut pour que la somme des effets de réglage reste constante.Ce diviseur de tension empêche en outre les vitesses des diffé- rents moteurs de s'écarter les unes des autres. Si les diffé- rentes machines motrices sont de puissances nominales diffé- rentes ou si les régulateurs sont de construction différente (ayant par exemple des rapports de transmission différents), ces différences peuvent être compensées par un choix approprié des résistances.
Au dessin, 1, 2 et 3 désignent les induits des moteurs - pilotes, l, 2, et 3a les enroulements de champ correspon- dants; lh, 2h et 3b sont des commutateurs à deux positions.
Un tel'commutateur occupe sa position supérieure lorsque la machine motrice correspondante n'est pas à réglage au- tomatique ou se trouve à l'arrêt. En amenant le commutateur à sa position inférieure, on fait passer la machine au ré- glage automatique. Les enroulements des deux contacteurs 4 et 5 reçoivent les impulsions de changement de réglage en plus ou en moins. Ces contacteurs possèdent des contacts pour la mi- se en circuit des enroulements de champ et d'autres pour la fermeture du circuit des induits. Les jeux de contacts affectés au circuit des induits sont connectés de telle façon qu'il en résulte dans ce circuit des sens de courant différents suivant que c'est le contacteur 4 ou le contacteur 5 qui fonctionne.
Dans le circuit d'induit même est intercalée en série la résis- tance 6. En parallèle avec l'induit de la machine 1 est branchée en permanence la résistance auxiliaire 11, avec l'induit 2, la résistance 22 et avec l'induit 3, la résistance 33. De plus,des résistances 12 et 13 peuvent être branchées encore en parallè- le avec l'induit 1, des résistances 21 et 23 en parallèle avec
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l'induit 2 et des résistances 31 et 32 en parallèle avec l'in- duit 3.
Ces couplages sont effectués au moyen de contacts cor- respondants 12b. 13b et o dont sont pourvus les commutateurs lh, 2b et 3b. Ces commautateurs partent en outre des contacts lc. 2c et 3c pour la mise en circuit des enroulemetns de champ des machines se trouvant en service.
Si, par exemple,l'interrupteur lbest amené à sa posi - tion inférieure, lorsque l'un des deux contacteurs 4 ou 5 se ferme, d'une part un courant circule à travers l'enroulement de champ la, et d'autre part un circuit se trouve fermé à travers la résistance série 6 et l'induit 1 shunté par la résistance en parallèle 11. Dans le circuit, les induits 2 et 3 se trou- vent remplacés par des barrettes de court-circuit. Si mainte- nant on met la machine 2 à son tour sur le réglage automatique, c'est-à-dire si l'on met le commutateur 2b dans sa position inférieure, le contact 2c ferme le circuit de l'enroulement de champ 2a, le circuit principal passe alors également par l'induit 2 et la résistance 22 qui le shunte.
Le contact 12b branche d'autre part la résistance 12 en parallèle avec l'in- duit 1, tandis que la résistance 21 est mise en parallèle avec l'induit 2 par l'intermédiaire du contact 21h du commutateur lh.
Par suite, dès qu'il y a deux machines en service, il y a deux des résistances qui se trouvent en parallèle avec l'in- duit de chacun des deux moteurs - pilotes (Au dessin, la dé- signation des résistances parallèles a été choisie de telle manière qu'elle fasse ressortir à première vue auquel des in- duits 1, 2 et 3 elles appartiennent et, en même temps, dans quel cas la résistance en question est mise en circuit. La résistance 12, par exe;nple,va avec la machine 1 et se trouve
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intercalée dans son circuit par la mise en marche du moteur - pilote 2 à l'aide du contact 12b).
Pour le système de réglage décrit, le gype des ré- gulateurs employés est en lui-même sans importance. Il est cependant utile d'employer comme organe régulateur primaire un appareil comparateur dont l'état d'équilibre est rompu dès que la grandeur mesurée au point d'interconnexion s'écarte d'une valeur théorique fixée d'avance. Si la grandeur de com- paraison choisie est un courant électrique, celui-ci peut, comme on le sait , être amené à l'organe de comparaison à partir d'un point quelconque.
La répartition des appareils est alors telle qu'il n'est intercalé aux centrales A et B uni- quement que les récepteurs des impulsions de réglage, tandis que le point d'interconnexion est équipé avec l'organe de me- sure, de comparaison et de répétition, et qu'en un autre point quelconque, tel qu'un poste central de répartition de la charge du réseau, par exemple,est installé un dispositif de réglage et un appareil émetteur transmettant la valeur théorique.La modi- fication de la valeur théorique peut bien entendu s'effectuer non seulement à la main, mais aussi automatiquement, par exem- ple sur la base d'un horaire journalier.
Un avantage spécial du procédé de réglage décrit consiste encore en ce qu'il permet de régler une même centrale à partir de deux ou plusieurs points d'interconnexion. Si par exemple, dans un réseau bouclé il existe trois centrales A, B, C. on peut régler automatiquement aussi bien l'échan- ge d'énergie de A à B que celui de B à C. Les machines de la centrale B sont alors influencées à partir du point d'inter- connexion entre A et B, et du point d'interconnexion entre B et C. En B, les effets des impulsions de réglage parvenant des deux points d'interconnexion s'additionnent ou se retranchent,
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si une modification simultanée est nécessaire aux deux points d'interconnexion.