BE393988A - - Google Patents

Description

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  Dispositif pour le réglage automatique d'une grandeur à une valeur imposée, à l'aide d'un dispositif de réglage fonctionnant par étages. 



   Pour le réglage de la puissance non efficace dans les réseaux à courant alternatif, on emploie fréquemment, comme on le sait, des condensateurs statiques ou des batteries de condensateurs qui sont raccordées au réseau à co urant alter- natif complètement ou par groupe suivant la demande de puis- sance non efficace.

   Dans la mesure de la puissance des dif- férentes unités de condensateur, il serait favorable d'em- ployer, pour tenir compte de la possibilité de réglage, des unités aussi nombreuses que possible et de puissance minime, mais d'autre part les frais d'installation augmentent avec 

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 le nombre des unités de condensateurs à mettre en circuit et hors circuit et l'on s'est par conséquent efforcé, en parti- culier dans les installations de petites puissances, de se tirer d'affaire avec une seule batterie de   condensateurs.Cet-   te batterie est établie de telle façon que pour une valeur moyenne du courant de charge et du décalage de phase de ce courant par rapport à la tension du réseau, la batterie de condensateur produit un courant en avance, qui amené à la ,

   valeur prescrite par les fournisseurs du   courant @   le décalage de phase résultant pour le courant de charge du réseau. Lorsqu' alors dans une région d'alimentation un grand nombre de con- sommateurs de courant de ce genre sont raccordés, qui utili- sent pour l'amélioration du cos de leur installation une seule batterie de condensateurs pouvant être mise en circuit et hors circuit à volonté, il est à redouter que dans les périodes de charge minime du réseau ces batteries de conden- sateur dans leur ensemble fournissent au réseau une quantité telle de puissance non efficace qu'il n'est plus possible de maintenir la tension du réseau par désexcitation des géné- ratrices.

   Il est par conséquent prescrit fréquemment par les fournisseurs de courant que les consommateurs de courant doi- vent employer des dispositifs de réglage qui font en sorte que   lecos   de leur installation ne dépasse pas une valeur dé- terminée, par exemple 0,95 en avance. 



   Lors du développement de dispositifs de réglage qui ré- solvent ce problème, on se heurte à des difficultés qui vont être expliquées ci-après à l'aide d'un diagramme vectoriel.on a représenté à la   fige '  des diagrammes de courant qui ont été dessinés pour différents courants de charge 3 empruntés par un consommateur à un réseau de courant alternatif. On a supposé qu'on dispose d'une batterie de condensateur qui four- nit pour la tension donnée du réseau un courant déwatté Jc en avance. E est le vecteur de la tension du réseau et la flèche indique le sens de rotation des vecteurs.

   Si l'on suppose, 

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 comme premier exemple, que le courant de charge possède la valeur J1, on obtient comme somme géométrique de ce courant avec le courant de condensateur J c un courant de charge résul- tant Jn1du réseau, qui est arrière de   l'angle # l  par rapport à la tension. Lorsque, comme on l'a déjà mentionné, un angle déterminé en   avance # o   est prescrit comme avance maxima admis- sible du courant résultant par rapport à la tension, le con- densateur peut être mis en circuit pour un courant de charge J1.

   Si le décalage de phase entre le courant de charge et la tension du réseau se modifie pour un courant effectif restant identique de telle manière que le courant prend la position de vecteur J ,il résulte du diagramme que le courant de charge      du réseau Jn3 résultant, formé de la somme géométrique de J3 et Jc possède un décalage de   phase 3   par   rapport à   la ten- sion, qui dépasse la valeur limite   prescrite # o.   La batte- rie de condensateur devrait être mise hors circuit pour cette position du courant de charge Jb. Il en est de même pour le courant de charge J2, encore représenté au diagramme, qui pré- sente par rapport à la tension le même décalage de phase que le courant de charge J1 mais dont la valeur effective est no- tablement plus petite.

   Dans ce cas également le courant de charge du réseau Jn2 résultant, formé de J2 et   J@,   est en a- vance sur la tension du réseau d'un angle   # 2qui   est plus grand que l'angle limite   # o.   



   Comme l'angle de décalage de phase entre le courant de charge du réseau résultant et la tension du réseau est le cri- térium pour la mise en circuit et hors circuit de la batterie de condensateur, on emploiera avantageusement pour la   surveil-   lance de cette communication un relais à   cos # .   pour l'exem- ple mentionné, dans lequel le courant de charge est représenté par le vecteur J3, on obtiendrait par conséquent les condi- tions suivantes: Lorsque le condensateur est hors circuit, le courant de charge du réseau résultant à la   valeur J3,   est donc en arrière de la tension d'un angle déterminé qui se 

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 trouve en tous cas à l'intérieur de la limite prescrite du dé- calage de phase.

   Le relais a cos   #   mettrait en circuit la batterie de condensateurs.   Apres   la mise en circuit il se pro- duit toutefois un courant de charge du réseau Jn3 dont l'angle de phase dépasse la valeur limite admissible et la batterie de condensateur devrait être de nouveau mise hors circuit par le régulateur à   cos .   Ceci signifie que si l'on ne prend pas des mesures opposées, le commutateur de condensateur est fermé et ouvert constamment, c'est à dire que l'on obtient ce qu'on appelle le "pompage" du commutateur de condensateur. 



   La présente invention a pour objet un dispositif de ré-   glgge   qui se propose d'écarter les difficultés mentionnées di- dessus. ce problème peut, si l'on ne tient pas compte de   l'exem-   ple choisi pour l'explication des conditions, être caractérisé comme suit. Une grandeur dépendant de phénomènes quelconques impossibles à déterminer d'avance doit être réglée à une va- leur déterminée, la valeur imposée, pour le réglage on possède un dispositif de réglage fonctionnant par étages, qui peut être à un ou à plusieurs étages, a l'aide duquel la grandeur à ré- gler peut être modifiée dans le sens d'un rapprochement de la valeur imposée désirée.

   Le régulateur doit travailler automa- tiquement de telle manière que dans   l'hypothèse   d'une valeur existante déterminée de la grandeur à régler, l'étage suivant du régulateur est seulement mis en action ou hors d'action lorsque la grandeur à régler est rapprochée de sa valeur im- posée par cette opération de réglage. 



   La caractéristique de l'invention consiste en ce que le dispositif de réglage se trouve sous l'influence d'une grandeur apparente correspondant à la mise en action de l'étage suivant du régulateur et cela de telle manière que la mise en action de cet étage se produit lorsque, et seulement lorsque la gran- deur apparente est plus rapprochée de la valeur imposée de la grandeur à régler que la valeur momentanée, existant avant la mise en action, pour la grandeur à régler;

   Lorsqu'il s'agit, 

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 dans l'exemple indiqué ci-dessus, de mettre en action ou non par le régulateur à fonctionnement automatique une gran- deur supplémentaire déterminée, la grandeur apparente est formée suivant la présente invention par la valeur momentanée de la grandeur à régler et de la grandeur supplémentaire et cette somme agit sur le régulateur ou sur le relais commandant le régulateur.   Si l'on   se reporte au diagramme des vecteurs de la fig, 1, le courant de charge J est la grandeur momenta- née, le courant de condensateur Jc est la grandeur supplémen- taire et le courant Jnformé par la somme géométrique de ces deux vecteurs est la grandeur de vecteur appelée grandeur ap- parente.

   La "grandeur apparente" est soit le courant de charge effectif du réseau, soit un courant de charge apparent agis- sant suivant la présente invention sur le dispositif de réglage et qui représente la somme du courant de charge Jb et du courant de condensateur Jc ou est proportionnel . cette somme de vec- teurs, Si l'on règle le régulateur automatique de telle manière que la batterie de condensateur est toujours mise en circuit seulement lorsque l'angle de décalage de phase de la grandeur apparente ne dépasse pas, par rapport à la tension du réseau, la valeur limite désignée à la fig, 1.

     par # o,   mais que la batterie est cependant mise hors circuit dès que l'angle de décalage de phase entre la grandeur apparente et la tension du réseau dépasse la valeur limite, on obtient un dispositif de réglage qui résoud de façon satisfaisante le problème indiqué plus haut sans qu'il se produise un danger de   pàmpage   du com- mutateur.

   Le principe du dispositif de réglage prévu suivant la présente invention peut également être caractérisé de la ma- nière suivante pour le cas particulier de la batterie de con- densateurs: Le régulateur fonctionnant sous la dépendance du facteur de puissance du réseau ou l'appareil indicateur qui dé- termine la miseèn circuit ou hors circuit de la batterie de con- densateur doit indiquer lorsque le condensateur est mis hors de circuit le même   cos   que si le condensateur était raccordé au 

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 réseau. 



   On a indiqué à la   fig. 2   comme exemple de réalisation d'un dispositif de réglage suivant la présente invention le schéma de montage pour un relais a facteur de puissance 1 au moyen duquel une batterie de condensateurs 2 doit etre auto- matiquement reliée au réseau ou détachée du réseau. Lorsque le commutateur de réseau 3 de la batterie de condensateur est fermé, le relais à facteur de puissance se trouve sous l'influence des deux transformateurs de tension 4 et 5 et du transformateur de courant 6. La position du relais dépend donc de la somme géométrique du courant de charge et du cou- rant de condensateur et de l'angle de décalage de phase de ce courant résultant par rapport à la tension du réseau.

   Des que cet angle de décalage de phase a atteint la valeur limi- te réglée pour le relais à facteur de puissance (   # o   à la   f ig.     1),   le commutateur de réseau 3 de la batterie de con- densateur 2 est ouvert. Suivant la présente invention on a accouplé au commutateur de réseau un commutateur auxiliaire 7 par lequel la batterie de condensateur 2 est raccordée aux enroulements secondaires de deux transformateurs de tension auxiliaire 8 et 9 qui sont montés en parallèle par rapport à l'enroulement secondaire du transformateur de courant 6.

   Le rapport de transformation des deux transformateurs de tension 8 et 9 est en outre choisi de telle maniere que le courant a- mené sous la dépendance de la tension secondaire de ces trans- formateurs de tension par la batterie de condensateur   ,., au   relais à facteur de puissance a la même valeur que la compo- sante J (voir fig, 1) circulant dans l'enroulement secondaire du transformateur de courant 6 lorsque le condensateur 2 est mis en circuit.

   L'effet de cette mise en connexion est par conséquent que le relais à facteur de puissance fonctionne toujours sous l'action de la somme de vecteurs Jb + Jc, indé- pendamment de la question de savoir si la batterie de conden- sateurs est reliée au réseau ou non; pour protéger le relais 

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 à facteur de puissance, on dispose encore avantageusement des résistances de protection 10 et 11 en parallèle par rap- port aux enroulements secondaires des transformateurs auxi- liaires 8 et 9. 



   La fig. 3 représente un autre exemple de réalisation de l'invention. La batterie de condensateur, le relais à facteur de puissance et les commutateurs correspondants et les trans- formateurs de tension et de courant sont désignés comme dans le schéma de montage suivant la fig, 2. Le montage indiqué à la fig, 3 diffère de celui de la fige 2 par le fait que les deux transformateurs auxiliaires 8 et 9 ne sont pas raccordés, pour l'état hors de circuit de la batterie de condensateurs 2, à cette batterie mais à des condensateurs auxiliaires 13 et 14. 



  Le courant circulant dans ces condensateurs auxiliaires déter- mine la chute de tension dans les résistances de mesure 15 et 
16, dans le circuit du relais 1 à facteur de puissance. La dis- position de condensateurs auxiliaires a l'avantage que dans le choix des tensions secondaires des transformateurs auxiliaires 8 et 9 et dans la détermination des résistances de mesure 15 et 16 dans le circuit du relais on est indépendant de la gran- deur de la batterie de condensateurs 2. nans le schéma de mon- tage on a indiqué encore deux relais à temps 17 et 18 qui ser- vent à intercaler un temps de retardement déterminé entre le fonctionnement du régulateur à facteur de puissance et la mise en cicuit ou hors circuit de la batterie de condensateurs. 



   Dans les exemples de   réalisât)-on   de l'invention qui sont représentés aux   figi 2   et 3, lors de la mise en service des étages de condensateurs, le circuit auxiliaire du relais à facteur de puissance est mis hors circuit, c'est à dire que dans la disposition suivant la fig. 3, les condensateurs auxi- liaires 13 et 14 sont mis hors circuit de sorte que le relais à facteur de puissance se trouve alors sous l'influence du courant du réseau dépendant du condensateur mis en circuit.cet- 

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 te disposition peut encore être simplifiée lorsqu'on emploie le schéma de montage représenté à la fig. 4.

   suivant celui-ci, le transformateur de   courant 20   pour le relais à facteur de puissance 21 et le transformateur de tension   33 pour   le con- densateur auxiliaire 23 sont montés dans la ligne de liaison entre le réseau 24 et le consommateur 25. En parallèle est monté le condensateur 26 dont le commutateur 27 est commandé par le rzlais 21 à facteur de puissance. Dans ce cas, le con- densateur auxiliaire 23 peut rester relié de façon permanente au relais 21 à facteur de puissance. Le dispositif de réglage fonctionne de telle manière que le condensateur 26 est ajouté des que le facteur de puissance mesuré par le relais 21 atteint une valeur déterminée.

   Si le facteur de puissance dépasse la limite prescrite pour l'installation, la batterie est mise hors de circuit, et à l'aide du condensateur 23 est fixé par le relais 21 l'instant auquel le condensateur 26 peut de nou- veau être mis en circuit, c'est à dire l'instant pour lequel les conditions de charge du consommateur 25 se sont modifiées au point que le facteur de puissance, lorsque le condensateur 26 est intercalé, ne dépasse pas la limite imposée. 



   Il a déjà été indiqué que le dispositif de réglage suivant la présente invention n'est pas limité à l'exemple, cité spé- cialement en vue de la description, d'une batterie de conden- sateurs servant , la fourniture de   murant   déwatté, mais que l'invention est utilisable encore dans d'autres domaines, Quel- ques-uns de ceux-ci sont indiqués ci-après: 
Réglage de la tension de condensateur, delà puissance à transmettre dans les commutatrices d'accouplement de réseau, du nombre de tours de moteurs;

   ensuite le réglage de la tension et du facteur de puissance dans les installations de distribu- tion da courant alternatif et de transmission à l'aide de con- densateurs pouvant être mis en circuit et hors circuit par éta- ges ou de bobines de selfinduction.   @galement   pour la   commande   de grandeurs non électriques par voie indirecte, on peut em- 

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 ployer la présente invention, par exemple pour le réglage de la température de fours chauffés électriquement dont les sour- ces de courant ne possèdent que quelques étages de reglage. 



   Comme on l'a déjà montré, une caractéristique importante de la présente invention consiste en ce qu'elle utilise une grandeur apparente qui agit, à la place de la grandeur à ré- gler même, sur le dispositif de réglage ou sur le relais com- mandant le dispositif de réglage, suivant les conditions par-   ticuliéres   du domaine technique auquel l'invention doit être appliquée, cette grandeur apparente peut être obtenue de dif- férentes manières, Dans chaque cas il faut prévoir une sorte de circuit de remplacement dans lequel les manoeuvres de com- mutation envisagées peuvent être effectuées pour qu'on puisse déterminer d'avance l'effet pouvant ainsi être produit, on se servira toujours sous une forme quelconque d'une sorte d'imita- tion du circuit réel.

   S'il s'agit, comme dans le réglage de la température de fours, de la commande de grandeurs non é- lectriques, on peut prévoir également ici une imitation par le fait que par exemple on choisit un four plus petit qui est dans le même état que le four à régler et dans lequel on détermine l'effet à prévoir du montage de réglage. 



   Revendications. 
 EMI9.1 
 



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Claims (1)

1/ Dispositif pour le réglage automatique d'une grandeur à une valeur imposée, à l'aide d'un dispositif de réglage fonction- nant par étages, caractérisé en ce que le dispositif de régla- ge se trouve sous l'influence d'une grandeur apparente corres- pondant à la mise en action de l'étage de réglage suivant, et cela de telle manière que la mise en action de cet étage se fait lorsque'la grandeur apparente est plusrapprochée de la valeur imposée de la grandeur à régler que la valeur de la grandeur à régler lorsque l'étage n'est pas mis en action. <Desc/Clms Page number 10>

2/ Dispositif suivant la revendication 1, en particulier pour le réglage de grandeurs électriques, caractérisé en ce que le relais dépendant de la grandeur à régler est raccordé à un cir- cuit imitant l'état de commutation, 3/ Dispositif suivant la revendication 2, pour des batteries de condensateurs pouvant être- mises en circuit et hors cir- cuit, dans des réseaux de distribution d'énergie dans lesquels un facteur de puissance déterminé est fixé comme valeur im- posée et en vue de la variation du facteur de puissance, des condensateurs pouvant être mis en circuit et hors circuit par étages sont prévus, caractérisé en ce que le relais a facteur de puissance est influencé, lorsque l'étage de condensateur est mis hors circuit,

par la somme du courant de charge et d'un courant auxiliaire correspondant à l'étage de condensateur à mettre en circuit.

4/ Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lorsque l'étage de condensateur est hors circuit, on monte en parallèle par rapport 1 la bobine de courant du relais à facteur de puissance un circuit auxiliaire formé par le con- densateur et l'enroulement secondaire d'un transformateur de tension auxiliaire, les transformateurs de tension auxiliaires étant choisis de telle façon que le courant circulant dans la bobine de courant du relais à facteur de puissance correspond à l'état de mise en circuit du condensateur eu de l'étage de condensateurs.

5/ Dispositif suivant les revendications 3 et 4, caractérisé en ce que le relais à facteur de puissance n'èst pas raccordé directement au condensateur a manoeuvrer mais à des condensa- teurs auxiliaires de dimensions correspondantes.