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Agencement pour le fonctionnement en parallèle de dispositifs de transformation à récipients à décharge à vapeur ou à gaz, à commande à grille, en particulier de redresseurs.
Il est connu dans les dispositifs detransformation à ré- cipients à décharge à gaz ou à vapeur, à commande par grille, en particulier les redresseurs, de réaliser le réglage de la tension débitée, aussi bien arbitrairement qu'automatiquement.
Le réglage automatique peut tenir compte d'une ou de plusieurs grandeurs de f onctionnement. En général on exige pour le fonc- tionnement un surcompounda, c'est à dire qu'avec l'accrois- sement du courant de charge, latension débitée s'accroit éga- lement.
Aussi longtemps qu'un réseau de consommateurs est ali- menté par une seule sous-station 'a plusieurs dispositifs de transformation, il n'y a pas de difficultés fondamentales bien
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que là également, même lorsque pour le dépassement d'une charge déterminée un contre-compoundage a été prévu, la répartition de la charge sur les dispositifs de transformation fonctionnant en parallèle ne sera en général pas susceptible d'être commandée
Ces difficultés augmentent lorsqu'il s'agit d'un réseau de con- sommateurs qui est @ alimenté par plusieurs sous-sta- tions.
Si les dispositifs de transformation montés dans cha- que sous-station sont pourvus d'un réglage à surcompogndage, on obtient un fonctionnement d'ensemble instable et ceri à sa raison dans le fait que par exemple à la suite dtune opération de réglage, une sous-station élève sa tension et par conséquent augmente sa portée de réseau. Cette augmentation est ressentie par les sous-stations voisines comme une diminution de charge.
Par conséquent le réglage automatique diminuera la tension de ces sous-stations, c'est à dire que la portée de réseau de ces smus-stations est à nouveau diminuer.On voit que dans le cas d'un grand nombre de sous-stations une exploitation régulière neest plus réalisable du tout. Un fonctionnement stable du ré- seau est possible seulement en cas de réglage automatique lors- que la tension du réseau diminue de la marche à vide jusqu'à la pleine charge, ce qui ne peut toutefois pas être mis en cor- rélatipn avec les conditions usuelles d'exploitation dans la technique des réseaux.
La présente invention fournit un moygn qui permet d'une manière simple la réalisation d'un fonctionnement en parallèle sur et d'une répartition stable de la charge des dispositifs de transformation, en particulier de redresseurs, tandis que le réglage ou la commande arbitraire est possible aussi bien que le réglage ou la commande automatique. Suivant la présente in- vention, l'action sur les circuits de grille de tous les dispo- sitifs de transformation se fait arbitrairement ou automatique- ment sous la dépendance d'au moins une grandeur de fonctionne- ment d'un point de commande à distance commun à tous les dis- positifs de transformation.
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La fig. 1 du dessin montre comment l'idée de l'invention est réalisée dans ses détails. on a supposé que trois sous-stations de redresseurs I,II,III travaillent sur un réseau à courant con- tinu commun, qui est relié à chaque sous-station par des lignes d'alimentation. Dans chacune des trois sous-stations de redres- seurs on a introduit les lignes de commande 1 et 2 qui sont raccordées au réseau. La commande de synchronisme de toutes les sous-stations repose sur le fait que pour tous les dispositifs de transformation on a prévu des commandes de relais analogues à des mécanismes à avancement progressif, dont les relais d'a- vancement progressif sont raccordés aux lignes de commande 1 et 2.
La réalisation de ces commandes à relais 11,21,31', et 31" qui ne sont pas représentés à la fig, 1 dans tous leurs détails, va être expliquée ci-dessous à l'aide de la fig. 2. Tous les redresseurs sont commandés par la sous-station I. pour qu'on puisse réaliser aussi bien des réglages automatiques que des ré- glages arbitraires, on a prévu dans la sous-station I un com- mutateur 41. De réglage automatique de la tension se fait alors de telle manière que le relais 42, par exemple un voltmètre a contact envoie par l'intermédiaire de relais 42, par exemple en combinaison avec, un cylindre de commutation et une tension de grille, des impulsions de réglage aux lignes de commande 1 et 2 et par conséquent à toutes les commandes de relais.
De cet- te manière, dans toutes les stations, les commandes de relais se meuvent à chaque opération de réglage du même nombre de dents.
Ceci ne signifie toutefois pas que la tension de-toutes les sous-stations de redresseurs est maintenue à la même valeur; au contraire il sera en général nécessaire de régler de façon diffe rente les transformateurs rotatifs pour la tension alternative de grille dans les différentes stations de façon que par exem- ple dans le voisinage de 1 une tension continue de 480 volts est maintenue tandis qu'à cette tension peut correspondre dans le voisinage de II une tension de 478 volts seulement. Suivant que les transformateurs rotatifs sont réglés dans cette posi'-
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tion, ils se meuvent en correction avec la commande de syncnro- nisme chaque fois de mêmes degrés d'angle.
Il résulte du montage de III de quelle manière on obtient qu'une sous-station qui en corrélation avec la commande de synchronisme du réseau a été chargée jusqu'à sa limite de pleine charge, se protège d'une surcharge supplémentaire. Ce résultat est obtenu par une comman- de de relais 31" qui est établie d'une façon analogue à la commande de relais 31' .
Les commandes de relais 11,21, etc., comportent (voir fig.
2) deux relais électromagnétiques 4 dont les cliquets viennent en prise avec une roue dentée 6. Le circuit de bobine de ces relais passe par des contacts 7 dits contacts d'interrupteur qui sont disposés sur l'armature des relais 4. Le mouvement de l'arbre de réglage est produit par le fait que le circuit de bobine des relais 4 est fermé, avec ce résultat que l'armature est attirée et en s'engageant dans la roue dentée 6, fait avan- cer l'arbre d'une rotation partielle. De ce fait le contact 7 s'ouvre. La conséquence en est que l'armature du relais 4 cor- respondant retombe dans sa position de repos, c'est à dire dans la position dans laquelle le circuit des bobines du relais 4 est de nouveau fermé.
On obtient de cette manière que lors du raccordement du circuit de bobine du relais 4 à une source de cou- rant d'actionnement quelconque, l'armature de ce relais fait tourner l'arbre du transformateur rotatif d'un angle indiqué d'avance dansun sens déterminé, par l'engagement dans la roue dentée 6. D'une manière correspondante, 1=autre relais 4 fonc- tionne également, mais il déplace la roue dentée 6 en sens inverse. On peut voir au schéma que l'organe à déplacer - sa- voir le transformateur rotatif de grille - est mis en rotation dans le sens vers la gauche aussi lontemps que le circuit de bobine d'un des relais'4 est eaccordé à une tension d'action- nement, tandis que par l'application de la bobine de l'autre re- lais 4 à une tension d'actionnement correspondante, l'arbre est amené a tourner vers la droite.
Il résulte de ce qui précède
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que les relais 4 fonctionnent l'une manière analogue à un mar- teau de Wagner.
Pour la commande des sous-stations, il se produit ce qui suit dans l'hypothèse d'une commande arbitraire par des commu- tateurs à bouton-poussoirs 44 et 45.Par l'abaissement d'un de ces commutateurs, un nombre déterminé l'impulsions de commande sont envoyées aux commandes de relais 11,21, etc.. La succes- sion de ces impulsions de commande, par exemple deux par secon- de, se fait avec un intervalle de temps tel que chaque c omman- de de relais peut effectuer l'avancement prescrit.
Pour la coopération des commandes 31' et 31" dans III, il se produit ce qui suit : Aussi longtemps que la sous-station
III n'a pas encore atteint la limite de pleine charge, le trans- formateur rotatif est commandé vers le haut ou vers le bas de la même manière que tous les autres transformateurs rotatifs du réseau.
Si alors la commande vers le haut de la sous-station
III arrive éventuellement dans le cas de sa limite de pleine charge, un relais de limitation de courant 32 fonctionne qui agit par son contact de travail 32' sur le relais de droite de la commande de relais 31" jusqu'à ce que par suite du ralentis- sement du groupe à décharge, produit par le fonctionnement de ce relais, la surcharge de III soit éliminée.Ensuite le relais 32 ouvre de nouveau son tontact 32' et la commande de relais 31" se trouve de nouveau dans la position de repos. La liaison.du 'trans- formateur rotatif 33 au réglage de réseau de synchronisme, c'est à dire aux lines dé commande 1 et 2, est établie par la com-' mande à relais 31'.
Cette commande actionne le transformateur ro- tatif 33 de telle manière qu'il marche en synchronisme exact avec les autres commandes de relais. La commande de relais 31" au contraire doit veiller, en coopération avec le relais de li- mitation de courant 32 à ce que lors de la commande de synchro- nisme III ne soit pas surchargé.
Il se déroule alors à l'intérieur de la sous-station III des opérations de réglage qui seront expliquées ci-après. Sur
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l'arbre du transformateur rotatif 33 sont fixées les roues dentées de commande 31' et 31". Le mécanisme de la commande de relais 31" se distingue du mécanisme de la commande de re- lais 31' par le faitqu'on a prévu une voie de contact 31"b. la réalisation constructive des roues dentées et de la voie de contact est représentée à la fig. 3. Au relais 31' appartiennent les roues dentéss 31' Z1 et 31" Z2 qui sont commandés par les cliquets 31'K1 et 31'K2. Au relais 31" sont conjuguées les roues dentées 31" Zl et 31" Z2' avec les cli- quets 31" K1 et 31" K2.
Aussi longtemps que la commande re- lais 31" ne fonctionne pas, c'est à dire aussi longtemps que la station travaille en-dessous de sa limite de pleine charge, les tiges de poussée 31'K1 et 31"k2 du relais 31' agissent d'u- ne manière normale sur les roues dentées 31' Z1 et 31'Z2. S'il se produit une surcharge, par le relais 32 le relais de comman- de vers le bas de la commande de relais 31" est mis en action et à l'aide de ses tiges de poussée 31" K1 et 31" K2 il action- ne le transformateur rotatif dans le sens d'une diminution de la tension et par conséquent de la charge de la sous-station.
Par ce mouvement et seulement par ce mouvement, l'aiguille 31"S est déplacée par la roue dentée 31" ZO mobile sur l'arbre, et ce contact 31" S se meut vers la gauche d'un nombre de dents égal au nombre d'impulsions que la tige de poussée 31% K2 a débité à l'arbre du transformateur rotatif. Le contact doit établir de quel nombre de dents le transformateur rotatif 33 est déplacé par rapport aux transformateurs rotatifs des au- tres stations par le relais de limitation de courant 32. Le mouvement de la tige de poussée 31" K2 et par conséquent du con- tact 31"S vers la gauche se fait jusqu'à ce que la surcharge de III soit écartée, c'est à dire jusqu'à ce que le relais de cou- rant 32 ouvre de nouveau son contact 32".
Ensuite le contact 31" S reste immobile dans la position atteinte entretemps.Dès qu'une décharge de la station de redresseurs se produit le con- tact 32" du relais de courant 32, se ferme lorsqu'on passe en-
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dessous d'une valeur minima déterminée, et actionne le relais de commande vers le haut de la commande de relais 31". Comme cela résulte de la fige 1, le circuit de bobine de ce relais 1 passe par le contact mentionné 31" S.
Ceci a pour conséquence que la commande vers le haut par la tige de poussée 31" K1 ou la commande de relais 31" se fait seulement jusqu'à ce que le contact 31" S s'ouvre de nouveau, c'est à dire jusqu'à ce que 7,'arbre du transformateur rotatif se soit déplacé vers la droi- te d'un nombre de dents aussi grand qu'il a été commandé aupa- ravant vers la gauche par la commande à l'ocdasion du fonction- nement du dispositif limitateur de charge. Actuellement le transformateur rotatif 33 se trouve toutefois aussi de nouveau dans la même position que tous les autres transformateurs rota- tifs. Le réglage de synchronmsme peut de nouveau être continué.
Une coupe par le dispositif de la fig. 3 est représentée à la fige 4.
Du fonctionnement qui vient d'être décrit il résulte que bien que la commande 31' veille toujouràà ce que le transforma- teur rotatif 33 soit commandé jusque dans la même position que les autres transformateurs rotatifs du réseau, malgré cela en cas de surcharge, une surcharge de III est empêchée par la commande 31". Il va de s oi qu'on doit veiller à ce que les deux commandes de relais ne puissent pas être en action simultané- ment. On réalisera donc un verrouillage tel que les impulsions de commande arrivant par les lignes de commande 1 et 2 sont tou- jours actives. on prévoit avantageusement à cet effet un relais commandé par les lignes de commande 1 et 2 et qui ne permet pas le fonctionnement de la commande de relais 31" pendant le temps des impulsions dans les lignes de commande 1 et 2.
En cas de sensibilité suffisante de ce relais non représente, il est possible que les commandes 31' et 31" produisent alternativement un avancement en sens opposés.
En cas de panne de la tension d'alimentation, c'est àf dire, dans le cas de redresseurs, de la tension alternative, le réseau
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de consommateurs devenu sans tension doit être remis eh marche après suppression du dérangement. Dans ce but on peut employer la commande de réseau de synchronisme expliquée plus haut par le fait que d'abord en cas de panne de la tension alternative primaire, à la main ou automatiquement à partir du point de commande à distance, les commandes de relais sont actionnées de telle manière que les grille s sont smises à un potentiel de bloquage. Si alors la tension alternative revient, le réseau peut être remis en marche avec toutes les stations de redresseurs simultanément par le fait qu'au point de commande I, à la main ou automatiquement,
des impulsions de commande appropriées sont lancées dans les lignes de commande 1 et 2 et les stations de redresseurs sont commandées uniformément pour la pleine ten- sion de fonctionnement. L'avantage de ce processus de démarrage consiste dans la mise en marche simultanée de tous les disposi- tifs de transformation. Dans le cas où lors de ce processus de démarrage l'une ou l'autre sous-station est sur-chargée, le dis.. positif à automatique de limitation de courant comme en III en- tre en action de la même manière qu'on l'a expliqué ci-dessus.
Aprës l'achèvement du processus de démarrage, le réseau est commandé de nouveau suivant le fonctionnement.
Dans le cas où en dehors des transformateurs fixes, on u- tilise encore des machines rotatives pour l'alimentation du ré- seau à courant continu, le lieu de montage des machines rotati- ves est choisi avamtageusement comme point de commande à dis- tance pour lestransformateurs fixes de l'ensemble du réseau. Il faut ajouter encore que l'opération indiquée de mise en marche
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du r6sef'u est utilisable égent, à l'aide de la commande de ré- seau de synchronisme, par exemple en cas de réseaux à trois comducteurs.
S'il y a dans les différentes stations de redres- seurs des groupes de compensation, on choisira les dispositi fs automatiques de ces groupes de compensation de telle façon que ces groupes de machines ne sont pas mises en fonctionnement au premier instant du démarrage du réseau mais démarrent seulement
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lorsque la tension d'ensemoie du reseau a atteint environ 40-
50 % de la valeur nominale. A la suite de ceci, la continua- tion de l'opération de mise en marche se fait de la même manié- , re que s'il n'avait pas de groupes de compensation. Il est fi- nalement possible également de commander la mise en circuit et hors circuit de certaines sous-stations ou de certains dis- positifs de transformation au moyen de la même commande à re- lais.
On peut réaliser ceci d'une manière analogue à ce qu'on appelle "la commande à ondes de pression" de réseaux d'éclai- rage au gaz à commande à distance. On dispose à cet effet sur les arbres des commandes de relais 11,21,etc., des contacts qui pour une position déterminée du régulateur rotatif 33 dans la sous-station III met automatiquement en service les dis- positifs de transformation installés en cet endroit. Il est à supposer à cet effet que même lorsque la station III se trou- ve hors de service, le réglage du réseau de synchronisme de III est en service. Aussi lorg temps que la charge du réseau de courant continu présente une valeur basse déterminée, les réseaux de courant continu de I et de II sont seuls alimentés.
C'est seulement lorsque la charge du réseau augmente fortement que la sous-station III doit être mise en service automatique- ment au moyen d'une "onde de tension". En corrélation avec les contacts déjà mentionnés sur l'arbre du transformateur rotatif, cette opération se déroule de la manière suivante : Aussi long- temps que la charge de I et de II est basse tous les disposi- tifs de réglage, y compris celui de III se trouvent dans une position de réglage intérieure. Si la charge s'élève, tous les dispositifs de réglage sont commandés vers le haut vu qu'en cas de fortes charges la tension d es barres collectrices de I et II tombe. Pour cette raison, il correspond à une plus grande charge du réseau une position plus élevée également des dispositifs de réglage des sous-stations I,II et III.
Il est possible alors de disposer sur l'arbre du transformateur rota- tif 13, un, contact de telle façon que III est pris en service
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lorsquque par suite de l'accroissement de la charge au réseau une mise en service de III est désirée. Dans le cas ou arbi- trairement la station III doit être mise en service, il est nécessaire de régler passagèrement, par exemple pour une ou deux secondes, tous les transformateurs rotatifs pour les ame- ner dans une pmsition élevée par rapport à la valeur normale, a- vec cet effet que le contact sur 11 arbre du transformateur ro- tatif 33 se ferme et met III en service.
L'ensemble du dispo- sitif de réglage peut alors être ramené dans sa position norma- le. passagèrement, c'est a dire pendant une à deux secondes, toute la tension des consommateurs est élevée par rapport à la tension normale, mais ce temps peut être maintenu tellement ° court que comme dans la commande du gaz à distance il ne se pro- duit aucune détérioration des consommateurs, par exemple d'ins- tallations d'éclairage. La mise hors service se fait d'une ma- nière analogue ou peut être produite lorsqu'on passe en-dessous d'un courant de charge prescrit.
On c ommandera avantageusement les dispositifs de transfor- mation au moyen d'une tension alternative de grille variable de phase que l'on emprunte aux transformateurs ràtatifs 13, 23 et 33. En outre les dispositifs de transformation - c'est à dire dans le cas présent les redresseurs - présentent un transforma- teur principal 14,24, etc., et un récipient à plusieurs anodes 15, 25, etc..