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DISPOSITIF AUTOMATIQUE DE COUPLAGE EN PARALLELE DES MACHINES SYNCHRONES '-
Dans les cas où la mise en parallèle des alternateurs doit pou- voir sa faire le plus rapidement possible ou dans le cas de centrales entièrement automatiques, on prévoit des appareils permettant de réaliser automatiquement le couplage en parallèle des alternateurs avec les barres générales* La vitesse de l'alternateur à coupler est réglée manuellement en agissant sur le régulateur du moteur qui l'antraine ou bien automatiquement à l'aide d'un synchroniseur automa- tique et l'appareil de couplage automatique intervient pour fermer la disjoncteur ou la contacteur de mise en parallèle,
au moment où les conditions requises sont réalisées*
On a proposé à cet effet des appareils mécaniques qui réalisant le couplage au moment où les tensions développées par l'alternateur à mettre en @
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parallèle avec un réseau sont en concordance de phase avec les tensions cor-
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respondantes aux bornes du jeu de barres raccordé à ce réseau* Des disposi- tifs particuliers ne doivent permettre cet enclenchement que si la vitesse relative de rotation des phases de l'alternateur et du réseau descend en des- sous d'une limite fixée d'avance suivant la nature des générateurs utilisé**
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Les dispositifs mécaniques proposés jusqu'à présent sont coapliqués.
Ils ne réalisent une sûreté de fonctionnement absolue qu'au prix d'une construction extrêmement précise qui les rend particulièrement coûteux* Ils comportent, en général, des voies de contacts qui sont d'un entretien délicat*
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La présente invention, système Je HOF1!1fA!m, prévoit un appareil de couplage automatique entièrement statique , ne comportant aucun organe délicat mobile! l'appareil proposé par l'invention n'est pas sujet à se dé- régler et il assure une sécurité de fonctionnement beaucoup plus grande que les appareils de ce genre proposés jusqu'à présent.
En principe, conformément à l'invention, les tensions des alter- nateurs à coupler redressées par des moyens quelconques appropriés eu la ten- sion résultante redressée, ou une combinaison de ces tensions agissent sur
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la grille d'une lampe triode appropriée (de préférence à remplissage gaasux telle qu'un thyratron par exemple) de manière à rendre celle-ci conductrice au moment où les conditions de mise en parallèle sont réalisées* Le courant
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traversant alors le thyratron actionne soit directement, sait par lUnt8l1Ú- diaire d'un relais,
la bobine du contacteur ou du disjoncteur qui doit réali- ser la mise en parallèle*
On comprendra mieux l'invention en se référant à la description suivante accompagnée des dessins donnés à titre d'exemples nullement limita- tifs et dans lesquels
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La Fig.l représente schématiquement une disposition contorlae l'invention d'un appareil de couplage d'alternateurs réalisant ce que l'on est convenu d'appeler la "synchronisation à l'allumagoà La Big'2 représente une disposition simplifiée analogue à celle qui est représentée à la Fig-1- La Flg*3 représente une disposition différente applicable au cas où la synchronisation se fait à l'extinction et particulièrement adaptée au cas où l'alternateur à synchroniser est muni
d'un régulateur automatique @ de tenaient
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La Flg.4 représente un diagramme explicatif,, La synchronisation à l'allumage présente l'avantage d'éviter une fatsse manoeuvre provoquée par la fonte d'un fusible, par exemple, dans le circuit d'alimentation d'un dee transfol1l1ateurs de tension* Elle a l'inconè ventant de rendre la détermination de la concordance de phase beaucoup moins précise* 0mfonnémen% à la Tig.l, l'alte1'.l1ateur 1, dont les phases sont numérotées I', II', III', peut être branché en parallèle avec un réseau soli- daire des barres I, II, III au moyen d'un disjoncteur automatique ou d'un con- tacteur appropriée 2 commandé par une bobine électromagnétique 3, par exemple.
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Les barres II & III sont connectées à un transformateur de ten- sion dont le secondaire est relié aux barres de syuchzonisatlon 1 et e- De mhle, les bornes correspondantes II' et III' de l'alternateur sont connectées au transformateur de tension 5 dont le secondaire est relié, de façon conve-
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nable, aux barres de synchronisation jµ% 1 Ces dispositions, bien connues de la technique, ne font pas partie de l'invention et sont indiquées pour faciliter la compréhension de ce qui va suivre*
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Les tensions entre les barres.! ... a et ....2 sont respectivement proportionnelles aux tensions entre les barres principales correspondantes II, III et II', III'.
De plus, l'une des deux tensions est inversée par rapport à l'autre, la synchronisation se faisant à l'allumage*
Le transformateur 7 branché entre les barres de synchronisation .si. et ! alimente par son secondaire un condensateur 10, par l'intermédiaire d'un redresseur 17. Ce dernier peut être d'un type quelconque, par exemple
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un redresseur à contact oxyde de cuivre/C:CI""ne. ou un redresseur thomionique.
On a représenté conventionnellement par la flèche le sans de circulation du courant. On voit ainsi que la borns de gauche du condensateur 10 se charge positivement par rapport à la borne de droite*
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La capacité 10 est shuntéo par une résistance 14 de manière que la tension continue à ses bornes reste toujours proportionnelle à la ten-
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sion alternative entre les barres .si. et a.
De la marne manière, le traue:rormateur 8 branché entre les barres et 1 alimente le condensateur 11 shunté par la résistance 15, par l'intonnt- diaire d'un redresseur 16 analogue au redresseur 17. Comme on peut s'en rendre
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compte, la borne de gauche du condensateur 11 est portée par rapport à la ber- ne de droite à un potentiel positif proportionnel à tout Instant à la tension alternative entre les barres .!. et b.
Le transformateur 6 branché entre les barres .! et b est *omis
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à une tension alternative proportionnelle à la différence dea tensions CJ:1;ft bilmes homologues de l'alternateur et des barres principales* Cette tension passe par conséquent par un maximum au manant où. les tensions aux bornes do l'alternateur Il, 11,111' sont en phase avec les tensions homologues aux bar- res générales I, II, III.
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Représentons conventionnellement (Fig-4) par des vecteurs à et OB les tensions alternatives en un instant donné aux bornes respectives 11-DCdu eu de barres et III-Et de l'alternateur* Les directions relatives de ces vecteurs peuvent représenter également, conventionnellement, les posi-
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tions relatives au mne instant des roues polaires de deux alternateurs bipo- laires monophasés identiques fictifs A et B qui développeraient respectiT888nt à cet Instant les tensions Il -IE et II' -'pi': Si on prend corne référence le vecteur OA, les vitesses de rotation des alternat euis L et B n'étant pas idm- tiques, le vecteur à tourne par rapport au vecteur 0 à une vitesse aorres- pondant à la différenoe de vitesse des alternateurs A et B.
Les conditions de mise en parallèle sont satisfaites au moment où , dans son mouvement de rota-
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tion, le vecteur OB représentant la tension II' -TIt vient colnaider avec le vecteur 6l représentant la tension II-TITau jeu de barres* La tension entre barres de synchronisation o et !. est, en rai-
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son des connexions, en phase avec la tension II-met peut %tre représentée par un vecteur a confondu en direction avec le vecteur 0L La tension en- tre barres de synchronisation o et 1 est à tout instant déphasée de % sur la
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tension OB et peut être représentée par un vecteur .!!.,
} opposé au vecteur ôT> La tension appliquée au transformateur 6 est la différence des tensions @ a et o b et peut évidemment être représentée à chaque instant par le vecteur b a.
Au moment où les conditions de mise en parallèle sont satis-
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faites, le vecteur tl vient se placer en !..1!!.. opposé à et la tension appliquée aux bornes du transformateur 6 passe par un maximum représenté par la vecteur b. a.
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Le transformateur 6 alimente une capacité 9 par l'intermédiaire d'un redresseur 16 analogue aux redresseurs 18 et li, le condensateur 9 se charge à travers une résistance réglable 19 qui permet d'ajuster la constante de temps du circuit de charge* Le condensateur peut se décharger à travers une résistance de shuntage appropriée 13'
On pourra naturellement remplacer le transformateur 6 par deux tertiaires identiques mis en série et placés respectivement sur les trans- formateurs 7 et 8.
Cette disposition aura l'avantage, comme on pourra s'en, rendre compte parla suite, d'éviter un enclenchement intempestif en cas de mise hors service accidentelle de l'un des transformateurs de tension*
Comme il est indique, les condensateurs 9, 10 et 11 sont con- nectés en série- L'extrémité de gauche du condensateur 9 et l'extrémité de droite du condensateur 11 sont reliées respectivement par les conducteurs 20 et 21 à la cathode et à la grille d'une triode 26. Cette lampe peut litre à vide ou à remplissage gazeux, Elle comporte une cathode à chauffage direct ou chauffée indirectement par un filament 27. L'anode de cette lampe est reliée à l'extrémité de droite du secondaire du transformateur 6 par l'intermédiaire du primaire d'un transformateur 22.
Il est bien entendu que, sans sortir pour cela du cadre de l'invention, l'alimentation de l'anode de la triode pourrait se faire d'une toute autre manière appropriée.par une source de courant oonti- nu par exemple*
Le secondaire du transformateur 22 est relié entre la cathode 29 et la grille 30 d'une triode à remplissage gazeux au thyratron 32 par l'intermédiare d'une résistance de protection 28. La grille 30 est shuntée par un condensateur 33 pour éviter des allumages intempestifs du thyratron sous l'effet d'ondes mobiles pouvant se déplacer sur les conducteurs venant de la source de courant continu 34. La bobine d'enclenchement 3 du disjonc- tour 2 est mise en série avec la source de courant continu 34 et le thyratron 32.
Cette source peut parfaitement être remplacée, si on le désire, par une source de tension alternative- Das contacts auxiliaires peuvent naturellement être prévus sur le oontacteur pour mettre le thyratron hors service après 1 ' enclenchement*
La disposition qui vient d'être décrite fonctionne de la façon suivante :
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Lorsque la fréquence fl de l'alternateur n'est pas égale à @@ fréquence f2 de la tension du réseau, la tension aux bornes du condensateur $ oscille entre deux valeurs à une fréquence égale à la moitié de la différence f1 -f2 de ces fréquences* Si les fréquences f1 et f2 sont très voisines, ces valeurs sont respectivement proportionnelles à la différence et à la somme des valeurs maxima des tensions de l'alternateur et du réseau* Si la différence des fréquences f1 - f2 augmente, il arrive un moment où, en raison de la cons- tante de temps du circuit de charge du condensateur 9, ce dernier n'a pas le temps de suivre les fluctuations de tension du transformateur et les limites inférieure et supérieure de tension se rapprochent.
D'autre part, la somme des tansiem sux bornes des condensateurs 10 et 11 est Constamment proportionnelle à la somme des valeurs maxima des tensions de l'alternateur et du réseau- Si on a soin de disposer les choses pour que les coefficients de proportionnalité soient approximativement égaux.
la tension continue résultante apparaissant entre les conducteurs 20 et 21 oscille entre deux valeurs négatives dont la plus faible en valeur absolue se présente au moment où les tensions homologues de l'alternateur et du réseau @@ trouvent en phase,, Si cette valeur minimum est supérieure en valeur absolue à la tension de bloquage de la triode, celle-ci n'est parcourue par aucun courant anodique et le thyratran ne peut pas s'allumer* Bitte valeur minimum de la tension entre 20 et 21 tend vers zéro lorsque l'alternateur tourne au synchre- nisme .Au moment où. la tension entre 20 et 21 atteint une valeur négative mi- nimum donnée, la lampe 26 est débloquée et le courant de plaque traversant le primaire du transformateur 22,
induit dans le secondaire une tension tendant à amorcer le thyratron, ce qui provoque la fermeture du disjoncteur 2. Le thyratron 32dsera de préférence du type à contrôle positif de grille, c'est- à-dire qu'il faut, pour l'amcrcar, appliquer sur la grille une tension positi- ve par rapport à la cathode*
On peut modifier la différence maximum admise des fréquences f1- f2 de l'alternateur et du réseau pour laquelle la mise en parallèle peut se faire en modifiant la valeur de la résistance 19- pour tenir compte du temps de fermeture du disjoncteur eu du contacteur de mise en parallèle, il convient de provoquer l'amorçage du thy- ratron un peu( avant que les conditions de synchronisation soient satisfaite)
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Cette avance peut être aisément obtenue et ajustée à la valeur convenable soit en introduisant une polarisation positive réglable en série dans le oir- cuit de grille de la triode 32 , soit en prévoyant, au secondaire du transfor- mateur 6, des prises permettant de modifier son rapport de transformation*
La lampe triode 86 représentée à la fréquence 1 n'est pas absc- lument nécessaires Elle a l'avantage d'augmenter la sensibilité en permettant l'application à la grille du thyratron d'une tension relativement élevée, ce qui rend le fonctionneemtn du dispositif indépendant dos caractéristiques du thyratron*
On a représenté à la Fig.2, la marne disposition qu'à la Fig.1 mais dans laquelle la résultante des tensions des condensateurs 9 ,
10 et 11 est appliquée directement entre cathode et grille du thyratron par l'intermé- diaire des conducteurs 20 et Si* Dans ce dernier cas, le thyratron pourra être du type à contrôle de grille négatif*
A la Fig.3, on a représenté, à titre d'exemple, un dispositif d'enclenchement automatique d'alternateurs basé sur le principe de la synchro- nisation à 1'extinction* Ce dispositif suppose que les tensions des deux al- ternateurs à synchroniser restent approximativement égales, ce qui est le cas lorsque les alternateurs sont munis de régulateurs automatiques de tension*
Dans le cas de la Fig.3, les transformateurs de tension 4 et 5 (Fig.1) nom représentés,
sont connectés respectivement aux barres de synchro- nisation c-@ et o-b de manière que les tensions c a at o b soient maintenant en phase lorsque les tensions correspondantes des deux alternateurs à coupler sont en phase, c'est-à-dire lorsque sont satisfaites les conditions de synohro- nisation*
Le transformateur 43 comporte un primaire 40 branché entre les bornes a at b et un secondaire 42 à prise médiane 42'.
Lorsque les conditions de synchronisation sont remplies, la tension alternative aux bornes du secon- daire 42 tend vers zéro- Le point médian du secondaire 42 est connecté par l'intermédiaire des résistances 60 et 51 à la cathode d'une lampe thermioni- que à plusieurs électrodes 53 connue sous le nom de double diode triode* Cette lampe comporte une cathode 46 pouvant par exemple être chauffée indirectement par le filament 54, deux anodes auxiliaires 44 et 45, une grille 47 et une anode principale 48.
Les extrémités du secondaire 42 sont respectivement con-
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nectées aux anodes 44 et 45' La résistance 50 très supérieure à. la résistance 51 est shuntée par une capacité 52. La cathode est connectée à la barre de synchronisation a. La grille 47 est reliée par le conducteur 55 au point mé- diau du transformateur tandis que l'anode 48 est connectée à la barre de syn- chronisation o,par l'intermédiaire d'un transformateur 49 dont le secondai- re est connecté entre la cathode 56 et la grille 57 d'un thyratron 59 par l'intermédiaire d'une résistance de protection 60. La grille du thyratron est shuntée par une capacité 61 pour les raisons indiquées plus haut (Fig.1).
Le thyratron 59 est, de préférence, un thyratron à contrôle de grille positif* La bobine 3 du disjoncteur ou du contacteur 2 est alimentée par une s ource de tension appropriée 34 à courant continu par exemple, par l'intermédiaire du thyratron 59'
Le fonctionnement du dispositif représenté à la Fig.3 est le suivant :
Lorsque les conditions de mise en parallèle ne sont pas remplies c'est-à-dire lorsque les tensions correspondantes des deux alternateurs ne sont pas en phase, la tension apparaissant de ce fait aux bornes secondaire du trans- formateur 43 est redressée par la double diode* Le condensateur 52 se charge et la grille de la triode est polarisée en dessous de la tension de bloquage du courant anodiques Si les alternateurs glissant trop rapidement l'un par rap- port à l'autre, la tension alternative s'@nnuls chaque fois que sont satisfai- tes les conditions de synchronisation, mais en raison de la valeur élevée de la résistance 50,
le condensateur 52 n'a pas le temps de se décharger complète- ment à chaque passage des tensions à la concordance et le circuit anodique rest@ bloqué*
Si, manuellement, ou sous l'action d'un synchroniseur automatique la vitesse de l'alternateur à coupler se rapproche de la vitesse du synchrenis- me, il arrive un moment où le condensateur 52 a le temps de se décharger suffi- samment pour dépolariser la grille en dessous de la tension de bloquage Le courant anodique qui s'écoule alors à travers le primaire du transformateur 49 induit, dans le secondaire une tension suffisante pour amorcer le thyratron, ce qui entraîne la fermeture du disjoncteur ou dé contacteur 2.
De marne qu'à la Fig.2, la tension entre la cathode 46 et le point médian du secondaire 42 peut titre appliquée direct amant entre cathode et grille
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du thyratron, mais le fonctionnement dans ce cas sera moins précis.
On peut régler l'appareil pour obtenir un fonctionnement pour une différence donnée quelconque des fréquences des alternateurs à mettre an parallèle en modifiant soit la capacité 52, soit la résistance de shuntage.
50.
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AUTOMATIC PARALLEL COUPLING DEVICE FOR SYNCHRONOUS MACHINES '-
In cases where the paralleling of the alternators must be able to be done as quickly as possible or in the case of fully automatic power stations, devices are provided to automatically perform the parallel coupling of the alternators with the general bars * The speed of the alternator to be coupled is regulated manually by acting on the regulator of the motor which feeds it or automatically using an automatic synchronizer and the automatic coupling device intervenes to close the circuit breaker or the contactor. paralleling,
when the required conditions are met *
For this purpose, mechanical devices have been proposed which perform the coupling at the moment when the voltages developed by the alternator to be put in @
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parallel with a network are phase-matched with the cor-
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corresponding to the terminals of the busbar connected to this network * Special devices must only allow this engagement if the relative speed of rotation of the phases of the alternator and of the network drops below a fixed limit of advance depending on the type of generators used **
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The mechanical devices proposed so far are co-copied.
They only achieve absolute operating safety at the cost of extremely precise construction which makes them particularly expensive * They generally have contact channels which are difficult to maintain *
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The present invention, system I HOF1! 1fA! M, provides a fully static automatic coupling device, not comprising any delicate moving member! the apparatus proposed by the invention is not subject to adjustment and it ensures much greater operational safety than apparatus of this type proposed hitherto.
In principle, in accordance with the invention, the voltages of the alternators to be coupled rectified by any means appropriate to the resulting rectified voltage, or a combination of these voltages act on
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the grid of an appropriate triode lamp (preferably with gaasux filling such as a thyratron for example) so as to make it conductive when the conditions for paralleling are achieved * The current
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then crossing the thyratron activates either directly, knows by the Unt8l1Ú- diary of a relay,
the coil of the contactor or the circuit breaker which must perform the paralleling *
The invention will be better understood by referring to the following description accompanied by the drawings given by way of non-limiting examples and in which
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The Fig.l shows schematically an arrangement contorlae the invention of an alternator coupling device realizing what is known as the "synchronization to the ignition" La Big'2 represents a simplified arrangement similar to that which is represented in Fig-1- The Flg * 3 represents a different arrangement applicable to the case where the synchronization is carried out at extinction and particularly adapted to the case where the alternator to be synchronized is equipped
an automatic regulator @ held
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Flg.4 represents an explanatory diagram ,, Ignition synchronization has the advantage of avoiding a fatality maneuver caused by the melting of a fuse, for example, in the power supply circuit of a power transformer. voltage * It has the inconvenience of making the determination of the phase concordance much less precise * 0mfonnémen% at Tig.l, alte1'.l1ateur 1, whose phases are numbered I ', II', III ' , can be connected in parallel with a solid network of bars I, II, III by means of an automatic circuit breaker or a suitable contactor 2 controlled by an electromagnetic coil 3, for example.
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The bars II & III are connected to a voltage transformer whose secondary is connected to the syuchzonisatlon 1 and e- De mhle bars, the corresponding terminals II 'and III' of the alternator are connected to the voltage transformer 5 whose the secondary is suitably connected
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nable, with synchronization bars jµ% 1 These arrangements, well known in the art, do not form part of the invention and are indicated to facilitate understanding of what will follow *
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The tensions between the bars.! ... a and .... 2 are respectively proportional to the voltages between the corresponding main bars II, III and II ', III'.
In addition, one of the two voltages is reversed in relation to the other, synchronization taking place on ignition *
The transformer 7 connected between the synchronization bars .si. and! feeds a capacitor 10 via its secondary, via a rectifier 17. The latter can be of any type, for example
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a copper oxide / C contact rectifier: CI "" ne. or a thomionic rectifier.
The arrow has conventionally represented the flow of current. It can thus be seen that the left terminal of capacitor 10 charges positively with respect to the right terminal *
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The capacitor 10 is shunted by a resistor 14 so that the DC voltage at its terminals always remains proportional to the voltage.
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alternating zion between the bars .si. and a.
In the same way, the traue: rormateur 8 connected between the bars and 1 feeds the capacitor 11 shunted by the resistor 15, via a rectifier 16 similar to the rectifier 17. As we can see
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count, the left terminal of the capacitor 11 is taken with respect to the right ber- nel to a positive potential proportional at any instant to the alternating voltage between the bars.!. and B.
The transformer 6 connected between the bars.! and b is * omitted
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at an alternating voltage proportional to the difference of the CJ voltages: 1; ft homologous bimetals of the alternator and of the main bars * This voltage consequently passes through a maximum when. the voltages at the terminals of the alternator II, 11, 111 'are in phase with the voltages homologous to the general bars I, II, III.
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Let us conventionally represent (Fig-4) by vectors at and OB the alternating voltages at a given instant at the respective terminals 11-DCdu eu of bars and III-Et of the alternator * The relative directions of these vectors can also represent, conventionally, the posi-
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tions relating to the same instant of the pole wheels of two fictitious identical single-phase bipolar alternators A and B which would develop respectively at this instant the voltages II -IE and II '-'pi': If we take a reference horn the vector OA, the speeds As the rotation of the alternators L and B is not identical, the vector rotates with respect to the vector 0 at a speed corresponding to the speed difference of the alternators A and B.
The conditions for paralleling are satisfied at the moment when, in its rotating movement
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tion, the vector OB representing the voltage II '-TIt collides with the vector 6l representing the voltage II-TIT at the busbar * The voltage between synchronization bars o and!. is, because
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its connections, in phase with the voltage II-met can% be represented by a vector a coincident in direction with the vector 0L The voltage between synchronization bars o and 1 is at all times out of phase by% on the
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OB voltage and can be represented by a vector. !!.,
} opposite to the vector ôT> The voltage applied to the transformer 6 is the difference between the voltages @ a and o b and can obviously be represented at any time by the vector b a.
When the conditions for paralleling are satisfied
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done, the vector tl is placed in! .. 1 !! .. opposite to and the voltage applied to the terminals of the transformer 6 passes through a maximum represented by the vector b. at.
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The transformer 6 supplies a capacitor 9 via a rectifier 16 analogous to the rectifiers 18 and li, the capacitor 9 is charged through an adjustable resistor 19 which makes it possible to adjust the time constant of the charging circuit * The capacitor can discharge through a suitable 13 'shunt resistor
It is naturally possible to replace transformer 6 by two identical tertiaries placed in series and placed respectively on transformers 7 and 8.
This arrangement will have the advantage, as we will be able to realize later, of avoiding untimely switching on in the event of accidental shutdown of one of the voltage transformers *
As shown, capacitors 9, 10 and 11 are connected in series. The left end of capacitor 9 and the right end of capacitor 11 are respectively connected by conductors 20 and 21 to the cathode and to the grid of a triode 26. This lamp can empty liter or gas filled, It comprises a cathode with direct heating or heated indirectly by a filament 27. The anode of this lamp is connected to the right end of the secondary transformer 6 via the primary of a transformer 22.
It is understood that, without departing for this from the scope of the invention, the supply of the anode of the triode could be done in any other suitable manner. By a source of continuous current for example *
The secondary of transformer 22 is connected between cathode 29 and grid 30 of a gas-filled triode with thyratron 32 through the intermediary of a protective resistor 28. Grid 30 is shunted by a capacitor 33 to prevent ignition. of the thyratron under the effect of moving waves which can move on the conductors coming from the direct current source 34. The closing coil 3 of the circuit breaker 2 is put in series with the direct current source 34 and the thyratron 32.
This source can perfectly be replaced, if desired, by an alternating voltage source. Auxiliary contacts can naturally be provided on the contactor to put the thyratron out of service after switching on *
The arrangement which has just been described operates as follows:
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When the frequency fl of the alternator is not equal to @@ frequency f2 of the network voltage, the voltage across the capacitor $ oscillates between two values at a frequency equal to half the difference f1 -f2 of these frequencies * If the frequencies f1 and f2 are very similar, these values are respectively proportional to the difference and to the sum of the maximum values of the voltages of the alternator and of the network * If the difference of the frequencies f1 - f2 increases, a when, due to the time constant of the charging circuit of the capacitor 9, the latter does not have time to follow the voltage fluctuations of the transformer and the lower and upper voltage limits approach.
On the other hand, the sum of the tansiem on the terminals of the capacitors 10 and 11 is Constantly proportional to the sum of the maximum values of the voltages of the alternator and of the network - If we take care to arrange things so that the coefficients of proportionality are approximately equal.
the resulting direct voltage appearing between the conductors 20 and 21 oscillates between two negative values, the lower of which in absolute value occurs when the homologous voltages of the alternator and of the network @@ are in phase ,, If this minimum value is greater in absolute value than the blocking voltage of the triode, this one is not traversed by any anode current and the thyratran cannot ignite * Bitte minimum value of the tension between 20 and 21 tends towards zero when the alternator is running in synchronicity. the voltage between 20 and 21 reaches a given minimum negative value, the lamp 26 is unblocked and the plate current flowing through the primary of the transformer 22,
induces in the secondary a voltage tending to strike the thyratron, which causes the closing of the circuit breaker 2. The thyratron 32 will preferably be of the type with positive gate control, that is to say it is necessary, for the amcrcar , apply a positive voltage to the grid with respect to the cathode *
The maximum allowable difference between the frequencies f1- f2 of the alternator and the network can be modified for which the paralleling can be done by modifying the value of resistor 19- to take into account the closing time of the circuit breaker or of the contactor. paralleling, it is advisable to provoke the ignition of the thyratron a little (before the conditions of synchronization are satisfied)
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This advance can be easily obtained and adjusted to the appropriate value either by introducing an adjustable positive polarization in series in the gate opening of the triode 32, or by providing, at the secondary of the transformer 6, taps making it possible to modify its transformation report *
The triode lamp 86 shown at frequency 1 is not absolutely necessary. It has the advantage of increasing the sensitivity by allowing the application to the thyratron gate of a relatively high voltage, which makes the operation of the thyratron. independent device back thyratron characteristics *
There is shown in Fig.2, the marl arrangement that in Fig.1 but in which the resultant of the voltages of the capacitors 9,
10 and 11 is applied directly between the cathode and the grid of the thyratron by the intermediary of the conductors 20 and Si * In the latter case, the thyratron can be of the type with negative grid control *
In Fig. 3, there is shown, by way of example, a device for automatic switching on of alternators based on the principle of synchronization on extinction * This device assumes that the voltages of the two alternators to be synchronized remain approximately equal, which is the case when the alternators are fitted with automatic voltage regulators *
In the case of Fig. 3, voltage transformers 4 and 5 (Fig. 1) name shown,
are connected respectively to the synchronization bars c- @ and ob so that the voltages ca at ob are now in phase when the corresponding voltages of the two alternators to be coupled are in phase, that is to say when the voltages are satisfied. synchronization conditions *
The transformer 43 comprises a primary 40 connected between the terminals a at b and a secondary 42 with a mid-tap 42 '.
When the synchronization conditions are met, the alternating voltage across the secondary 42 tends to zero. The midpoint of the secondary 42 is connected through resistors 60 and 51 to the cathode of a thermionic lamp at several electrodes 53 known under the name of double diode triode * This lamp comprises a cathode 46 which can for example be heated indirectly by the filament 54, two auxiliary anodes 44 and 45, a grid 47 and a main anode 48.
The ends of the secondary 42 are respectively con-
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nected to the anodes 44 and 45 'The resistance 50 much greater than. the resistor 51 is shunted by a capacitor 52. The cathode is connected to the synchronization bar a. The grid 47 is connected by the conductor 55 to the midpoint of the transformer while the anode 48 is connected to the synchronization bar o, via a transformer 49, the second of which is connected between the cathode 56 and the grid 57 of a thyratron 59 via a protection resistor 60. The grid of the thyratron is shunted by a capacitor 61 for the reasons indicated above (FIG. 1).
The thyratron 59 is preferably a positive gate control thyratron * The coil 3 of the circuit breaker or of the contactor 2 is supplied by an appropriate voltage source 34 at direct current for example, through the thyratron 59 '
The operation of the device shown in Fig. 3 is as follows:
When the conditions for paralleling are not fulfilled, that is to say when the corresponding voltages of the two alternators are not in phase, the voltage thus appearing at the secondary terminals of transformer 43 is rectified by the double diode * The capacitor 52 is charged and the triode gate is biased below the blocking voltage of the anode current If the alternators slip too quickly with respect to each other, the alternating voltage is zero whenever the synchronization conditions are satisfied, but due to the high value of resistor 50,
the capacitor 52 does not have time to discharge completely at each passage of the voltages to the concordance and the anode circuit remains blocked *
If, manually, or under the action of an automatic synchronizer, the speed of the alternator to be coupled approaches the speed of the synchronization, there comes a moment when the capacitor 52 has time to discharge sufficiently to depolarize the gate below the blocking voltage The anode current which then flows through the primary of transformer 49 induces, in the secondary, a voltage sufficient to initiate the thyratron, which causes the circuit breaker or de contactor 2 to close.
From marl that in Fig. 2, the voltage between cathode 46 and the midpoint of secondary 42 can be applied directly to the lover between cathode and grid
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thyratron, but the operation in this case will be less precise.
The apparatus can be adjusted to obtain operation for any given difference in the frequencies of the alternators to be paralleled by modifying either the capacitor 52 or the shunt resistance.
50.