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TRANSMISSION ET DISTRIBUTIN d'ENERGIE ELECTRIQUE.
La présente invention concerne les systèmes de transmission et de distribution d'énergie électrique, plus particulièrement sous forme de courant: continuo
L'utilisation du courant continu pour la transmission d'énergie comporte, sur les transmissions à courant alternatif, un certain nombre d'avan- tages bien connus, qui consistant surtout en une simplification de la ligne, une économie de cuivre, des conditions d'isolanant relativement simples, à faibles pertes, et aussi l'élimination des phénomènes de capacité et du problème de la stabilité Toutfois, la développement de la transmission à courant continu est en retard par rapport à la transmission à courant alternatif.
cette dernière a
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été continuellement développée depuis les systèmes simples du début jusqu'à ceux de l'heure actuelle, tandis que la première ne compte qu'un petit nombre d'ins- tallations en Europe. Le système Thury en particulier a toujours imposé 1'en- ploi de machines rotatives, à la fois à la station génératrice et à la station réceptrice.
On a jusqu'ici proposé de transmettre l'énergie électrique par un système à courant continu à haute tension, dans lequel on utilise des valves électroniques comme redresseurs pour produire le courant continu à haute tension, et, coma onduleurs, pour le retransformer en courant alternatif, ce qui suppri- me les machines rotatives dans les postes de transformation.
Tous les chercheurs ont été d'accord sur le fait qu'il n'est avantageux d'utiliser le courant conti- nu que pour la transmission d'énergie à tension constante très élevée, de l'or- dre de 300.000 volts par exemple. C'est un problème important qui n'a pas été jusqu'alors résolu d'une manière' satisfaisante, et il concerne plus particuliè- rement l'alimentation d'énergie électrique des fermes et des agglomérations épar- ses.
L'invention consista aussi à réaliser la transmission et la dis- tribution de l'énergie électrique qui n'ont pas été réalisées jusqu'ici en cou- rant alternatif, c'est-à-dire la transmission de grandes puissances, à partir de chutes d'eau situées à des distances relativement élevées des circuits d'utili- sation. Ces derniers peuvent âtre indépendants, c'est-à-dire non connectés à au- cun autre système d'alimentation. On peut admettre aussi qu'ils puissent être connectés à un système alternatif préexistant.
Bien que le système à courant al- tarnatif ait atteint un degré élevé de développement, certains problèmes se posent encore, par exemple celui de la stabilité, ainsi que d'autres qui se rapportent aux machines synchrones et aux circuits alternatifs à haute tension, mais qui ne se posent pas dans la transmission par courant continu préconisée dans la pré- sente invention.
'L'invention a également pour objet un système de transmission à courant continu à intensité constante, particulièrement économique et qui sup- prime les désavantages des systèmes antérieures. Elle est d'autre part relative à des perfectionnements permettant la distribution à de petits consommateurs très éloignés les uns des autres.
Conformément à l'invention, on utilise toute source appropriée
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bution alternative à intensité constante, cette dernière étant redressée ensuite pour réaliser la transformation en courant continu à intensité constante. La transmission fonctionne donc comme un système à courant continu du type série.
On peut utiliser une seule boucle dont les conducteurs d'aller et de retour traversent le territoire à alimenter et passent aussi près que possible des usagers, sans toutefois augmenter indûment le prix d'établissement du circuit à courant continu.
Au voisinage de chaque abonné, on prévoit des postes d'en- branchement comportant un onduleur connecté en série avec la ligne, pour trans- former le courant continu constant en courant alternatif constant, et pour transformer ensuite le courant alternatif à intensité constante en courant al- ternatif à tension constante pour l'alimentation du circuit de distribution relativement oourt, la tension pouvant titre de 120-240 volts par exemple, an menophasé ou de 120-208 volts triphasé, avec un réseau à quatre fils.
Suivant une autre forme de l'invention, on utilise également la transmission à courant continu entre les stations d'alimentation et de ré- ception, pour transmettre l'énergie à grande puissance provenant de sources éloignées, dans le but d'alimenter un petit nombre de postes à puissance rela- tivernent élevée ou un réseau à courant alternatif préexistant; il s'agit là d'une transmission de station à station, Dans ce cas, pour fournir, par un conducteur à potentiel positif, par exemple un courant constant de 200 ampères sous 15.000 volts, on utilise un certain nombre de tubes redresseurs qui peu- vent être du type à deux électrodes, la borne négative de la ligne étant mise àjla terre.
Un second groupe de tubes analogues peut être utilisé pour fournir 200 ampères sous 15.000 volts par un conducteur négatif, la borne des redres- seurs étant à la terre et l'extrémité négative connectée à l'autre coté du cir- cuit. En d'autres termes, on prévoit un certain nombre de redresseurs en série munis d'un point neutre mis à la terre. La ligne sur pylônes par exemple peut comporter le fil usuel de terre prévu pour la protection contre les décharges atmosphériques et deux câbles d'une dimension déterminée par des considérations d'ordre mécanique.
A la station de réception, l'équipement peut titre analogue à celui installé à la station d'alimentation et disposé de la nome manière, à cette exception près que les tubes sont munis de grilles de commande pour fonc- tionner en onduleurs. Si l'on utilise le système pour l'alimentation d'un cir- cuit non connecté à d'autres sources, on fait appel à des appareils de trans- formation tels qu'un circuit constitué par des impédances de signe oppose,pour
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transformer le courant alternatif à intensité constante de l'onduleur en courant alternatif à tension constante qui peut être modifié par tout type de transfor- mateur approprié.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnes simplement à titre d'exemple non limitatif et dans les- quels :
La figure 1 représente schématiquement l'application de l'inven- tion à un système de distribution alimentant en série plusieurs postes locaux de transformation, ces derniers débitant sur des réseaux locaux séparés;
la fi- gure 2 montre son application à la transmission de l'énergie de station à station et les figures 3 et 4 sont relatives à des systèmes de distribution dans lesquels plusieurs postes convertisseurs locaux alimentent un réseau commun de basse ten- sion*
Sur la figure 1, on a représenté une turbine 10 et un alterna- teur 11 connecté aux barres 12 et muni d'une source d'excitation indiquée sché- matiquement en 13 et alimentant le circuit d'excitation 14 par l'intennédiaire d'une résistance 15 ; cette partie du schéma est donnée à titre d'exemple et il est entendu qu'elle peut comporter plusieurs alternateurs.
Le courant alternatif à tension constante est transformé en courant continu à intensité constante; dans 1'exemple considéré, on dérive tout d'abord un courant alternatif constant de la source 11 à tension constante par plusieurs réactances de signes contraires tel- les que des inductances et des capacitances.
Bien qu'il existe des méthodes va- riées de conversion en courants à intensité constante d'énergie électrique à tension constante, la combinaison représentée en 16 et pouvant être désignée comme un rectangle monocyclique, est constituée par quatre impédances égales, dont deux capacités 17, et deux inductances 18, montées en pont et appropriées aux circuits monophasés, ce mode de réglage étant plus commode et plus efficace que d'autres modes connus, Le circuit alternatif à tension constante est connec- té aux deux extrémités d'une diagonale du pont, et les autres points sont reliés à la ligne d'alimentation à intensité constante. Le courant qui sort du pont 16 est redressé par un équipement 19 comportant un transformateur 20, deux valves 21 et 22 connectées à la manière connue pour redresser les deux alternances.
Les tubes 21 et 22 sont munis chacun d'une anode, d'une cathode et peuvent être
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Bien qu'on ait décrit un dispositif dans lequel on transforme directement le courant alternatif à tension constante en un courant à intensité constante, les techniciens comprendront que le courant alternatif à tension constante peut être tout d'abord redressé et quton peut utiliser un redresseur à grille de commande pour maintenir la constante du courant dans le circuit de transmission, à la manière connue, sans se départir de l'esprit de l'invention,
Les bornes à courant continu du redresseur 19 sont reliées à un circuit de transmission 23 prévu selon la situation géographique des abonnés, Il peut être constitué par une ligne à un seul conducteur, aérienne ou souter- raine.
Un dispositif particulier consiste à créer une boucle comprenant un ca- ble à un seul conducteur enterré à une profondeur appropriée, avec retour à la station de redressement, et passant aussi près que possible des abonnés d'une région déterminée.
Entre les barres de distribution 12, et les bornes du pont 16, on a prévu un disjoncteur 24 muni d'un mécanisme de déclenchement 25, actionné par le courant du circuit 23 par l'intermédiaire d'un shunt 26, de telle sorte qu'il provoque l'ouverture du disjoncteur 24 dans le cas où le circuit est ou- vert en 23. Une bobine de réactance 27 est connectée en série avec le circuit 23 de manière à aplanir les ondulations du courant, pour fournir l'énergie électrique aux abonnés, on a prévu un équipement particulier pour chacun d'eux. Ces équipements individuels reçoivent le courant Continu à intensité constante! et le transforment en courant alterna- tif à tension constante. Les diverses stations d'alternateurs sont indiquées par les lettres A à G inclusivement.
On décrira seulement en détail la station A par exemple, les autres étant identiques'
La station A est donc connectée en série avec le circuit 23 par l'intermàdiaire d'un interrupteur 28. Chaque station est également munie d'un interrupteur 29 établissant sa mise en court-circuit, dans le cas où l'on dési- re supprimer cette station du circuit en série. Tour convertir le courant con@i- nu à intensité constante du circuit 23 en courant alternatif, on peut utiliser un appareil de type quelconque connu des techniciens et en particulier celui décrit dans le brevet N 319 410 du 12 Juillet 1924 de la Société demanderesse.
Le dispositif de transformation est constitué par deux valves 30 et 31 connectées à l'enroulement primaire d'un transformateur 32- Ces alves sont de préférence à sapeur ionisée et sont munies d'une anode, d'une cathode
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et d'une grille de commande reliée au circuit cathodique commun par des moitiés opposées de l'enroulement secondaire du transformateur de grille 33 et par une résistance 34.
L'enroulement primaire de ce transformateur est alimenté à par- tir du circuit à courant alternatif, par l'enroulement tertiaire 35 du trans- formateur 32, par exemple- Une capacité 36 est connectée entre les anodes des valves 30 et 31 en vue de'commuter le courant entre ces valves, et une capacité 37 est connectée en série avec l'enroulement primaire du transformateur de gril- le 33 pour déterminer la fréquence du courant alternatif débité.
Ce courant traverse l'enroulement secondaire du transformateur 32 et il est transformé en courant alternatif à tension constante par tous moyens appropriés tels que le rectangle monocyclique représenté et comprenant deux capacités 38 et deux inductances 39# Les bornes du circuit de sortie de ce pont sont reliées au primaire du transformateur 40 dont le rapport de transfor- mation est approprié à l'utilisation par l'abonné. A titre d'exemple, on a re- présenté un transformateur dont 11 enroulement secondaire est prévu de manière à alimenter un circuit à trois fils 41, 120-240 volts par exemple. Comme disposi- tif de protection, on envisage un éclateur 42 placé aux bornes du secondaire du transformateur 40 en vue de protéger l'équipement da l'abonné.
On peut aussi prévoir un dispositif interrupteur 43 entre les bornes de sortie du transforma- teur 40 et le circuit de distribution 41.
Le fonctionnement du système peut se résumer ainsi. Le courant alternatif disponible aux barres 12 est transformé en courant alternatif à in- tensité constante par la pont 16, redressé en 19 et fourni au circuit 23 sous forme de courant continu à intensité constante qui est transmis à chacune des stations A à G inclusivement et distribué sous forme de courant alternatif à tension constante. Dans le brevet précité, on trouvera les détails du fonction- nement de l'appareil de ce type. En somme, le courant continu est transformé en courant alternatif par les valvés 30 et 31 et les circuits de grille associés, l'enroulement secondaire du transformateur 32 et la capacité de commutation 36.
On supposera d'abord que la valve 30 soit initialement conduc- trice; du courant part de la ligne et traverse la partie gauche de l'enroulement primaire du transfonnateur 32, la valve 30 et arrive au circuit 23. Quand le courant continu commence à s'établir dans cette partie de 1'enroulement primaire du transformateur 32, un potentiel plus négatif apparait à l'extrémité droite de
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partie gauche. Quand la valve 31 est rendue conductrice, la capacité 36 qui a été chargée à un potentiel double de celui existant aux bornes de la valve 30, est mise en court-circuit par les valves 30 et 31 en série et elle tend à faire passer un courant dans la direction inverse par la valve 30, interrompant alors complètement sa décharge.
Avant que la capacité 36 ne soit entièrement déchar- gée, la grille de la valve 30 est devenue négative et maintient cet état de non-conductibilité pendant la deni-période suivante. De cette façon, le courant est successivement transféré entre les valves 30 et 31, et du courant alterna- tif est fourni au transformateur 32. La capacité 36 sert à commuter le courant entre les valves, tandis que la capacité 37 détermine la fréquence naturelle d'oscillation du circuit, c'est-à-dire la fréquence du courant fourni au trans- formateur 32. Cette dernière fonction peut âtre également remplie par la capa- cité 36.
Le pont en rectangle monocyclique qui comprendales capacités 38 et les inductances 39 réglées à la résonance, transforme le courant alternatif à intensité constante en courant alternatif à tension constante à la manière bien connue des techniciens. Le courant alternatif à tension constante est alors fourni au circuit de distribution 41 par l'intermédiaire du transforma- t eur 40.
On va brièvement examiner le fonctionnement de tout le système représenté dans des conditions variées de la pratique. Il y a lieu de noter que, dans le cas d'une perturbation sur une ligne d'abonné, par exemple une mise à la terre, ou une ouverture de circuit, cette perturbation ne doit pas se répercuter chez les autres abonnés. Dans le cas d'un défaut de l'équipe- ment à l'extrémité de génération la protection complète est assurée par le dis- joncteur 24 qui connecte le système aux barres d'alimentation. S'il se produit une rupture d'un fil ou câble du circuit en série, provoquant ainsi l'ouverture de celui-ci, le mécanisme 25 de l'interrupteur 24 isole alors le circuit.
Con- trairement à tous autres systèmes, un court-circuit entre deux conducteurs par- tant du poste de redressement 19 signifie une réduction de la charge au lieu d'un accroissement. Comme le redresseur débite un courant d'intensité constan- te sous une tension variable, la tension baisse immédiatement pour acquérir la valeur nécessaire assurant le passage du courant à intensité constante dans le court-circuit. Par conséquent, les dommages possibles sont limités pour les appareils*
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La figure 2 représente une autre tonne de l'invention particu- lièrement adaptée à une ligne de transmission qui peut être utilisée dans la transmission de station à station.
Les caractéristiques générales du système sont identiques à celles de la figure 1 en ce sens que l'on transforme le cou- rant alternatif à tension constante en courant alternatif à intensité constante le courant continu à intensité constante obtenu par redressement étant trans- formé en courant alternatif à intensité constante, et finalement ce dernier est transformé en courant alternatif à tension constante pour son utilisation.
On a représenté une source de courant alternatif 44 qui peut être constituée par plusieurs alternateurs alimentant les barres 45. Le courant alternatif à ten- sion constante provenant de ces dernières est transformé en courant alternatif à intensité constante par le pont 46 comportant deux capacités 48 et deux réac- tances de self-induction 4@. Bien qu'on utilise généralement cet appareil pour la transformation de tension constante et courant constant pour une seule phase du circuit, on conçoit que les autres dispositifs de transformation de ce genre appropriés aux circuits polyphasés peuvent être utilisés sans sortir du domaine de l'invention. Les bornes d'entrée du pont 46 sont connectées aux barres 45, et ses bornes de sortie à courant constant sont reliées au redresseur 49.
Tour transmettre une quantité relativement grande d'énergie à des tensions relativement élevées, on préfère employer des redresseurs sur chaque ligne du circuit. Le redresseur 49a est constitué, comme représenté, par un transformateur 50 ayant un enroulement primaire 51 et deux enroulements se- condaires 52 et 53. Le secondaire 52 est connecté, par sus bornes extérieures, à deux tubes 54 et 55 placée à la manière connue pour obtenir le redressement des deux alternances. Ce groupe de tubes fournit par exemple 200 ampères de courant continu à intensité constante sous la tension positive de 15 000 volts, le point milieu de l'enroulement secondaire 52 étant mis à la terre en 56, et la borne cathodique des valves fournissant le conducteur positif du circuit de transmission.
' De même, les bornes extérieures de Il enroulement secondaire 53 sont reliées à deux valves 57 et 58 placées à la manière connue pour redresser les deux alternances. Ce groupe de tubes est également prévu pour fournir 200 ampères par exemple de courant continu à intensité constante, mais sous une tension négative de 15 000 volts avec le point milieu du secondaire connecté
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bas étant reliée à un conducteur dont le potentiel est compris entre celui des conducteurs extérieurs de la ligne de transmission et étant représentée par une mise à la terre 56.
Avec les'valeurs de courant et de tension prises à titre d'exem- ple, on obtient la transmission d'une puissance de 6'000 kilowatts, soit 200 ampères sous 30 000 volts. Le circuit de transmission est représenté en poin- tillé par les conducteurs'59 dirigés vers la station de réception. Des bobines de filtrage 60 sont connectées de chaque côté de la ligne de transmission.
Les valves 54 à 58 comportent chacune une anode et une cathode et peuvent être d'un type quelconque approprié, bien qu'on préfère utiliser des tubes à vapeur io- nisée; dans ce cas particulier représenté, on emploie des valves à deux élec- continu trodes. Si le courant/à intensité constante est obtenu sans faire usage d'un dispositif transformateur tel que le pont décrit, on peut utiliser les valves munies d'une grille de commande, de façon à maintenir le courant constant sur la ligne de transmission, sons sortir également de l'esprit de l'invention.
Au poste de réception 6@, on a prévu un équinement analogue à celui de la station 49, avec cette différence que les valves sont munies d'élec trodes de commande et sont prévues pour transformer le courant continu à inten- sité constante en courant alternatif. Pour exposer cette forme particulière de l'invention, on a représenté le même type d'onduleur que celui utilisé figure 1, excepté pour la disposition particulière de deux ondul*teurs de chaque coté du circuit et de dispositifs permettant de fixer la fréquence sur le circuit de distribution.
Comme représenté, on prévoit un transformateur 62 ayant un en- roulement primaire en deux sections séparées 63 et 64 respectivement, et un en- roulement secondaire 65. Deux valves 66 et 67 sont connectées aux bornes exté- rieures de l'enroulement primaire 63 pour transformer le courant continu à in- tensité constante en courant alternatif à intensité constante. Les valves 66 et 67 sont de préférence du type à vapeur ionisée et sont muenies d'une anode, d'une cathode et d'une grille de commande connectée au circuit cathodique commun par l'intermédiaire des moitiés opposées de l'enroulement secondaire d'un transformateur de grille 68 et une batterie de polarisation négative 69.
L'enroulement primaire du transformateur 68 peut être alimenté par tout cir- cuit alternatif approprié 70 dont la fréquence est celle qu'on désire fournir
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connectée entre les anodes des valves. La ligne positive du circuit à courant continu 59 est reliée au point milieu' de l'enroulement primaire 63, tandis que le circuit cathodique commun de ce groupe de valves est mis à la terre en 72.
De marne, deux autres valves analogues 73 et 74= sont connectées' aux bornes extérieures de l'enroulement primaire 64 en vue de transformer le courant continu à intensité constante en courant alternatif à intensité cons- tante. Leurs grilles de commande sont connectées au circuit cathodique commun par l'intermédiaire des extrémités opposées d'un autre enroulement secondaire du transformateur de grille 68 et d'une batterie de polarisation 75. Une ca- pacité de commutation 73' est connectée entre les anodes de ces valves. Le point milieu de l'enroulement primaire 64 est mis à la terre en 72, tandis que le circuit cathodique commun des valves 7S et 74 est connecté à la ligne néga- tive du circuit de transmission 59.
Le courant de sortie alternatif à intensité constante provenant du transformateur 65 est transformé en courant à tension constante par le pont 78 comprenant deux capacités 77 et deux inductances 78 montées en pont et dont les bornes d'entrée sont reliées au transformateur 65, et les bornes de sortie à un transformateur 79, de manière à modifier la tension alternative qui pro- vient du pont à une valeur appropriée au circuit de réception 80.
Le fonctionnement de l'appareil de la figure 2 est sensiblement identique à celui de la figure 1. A l'aide des groupes de redresseurs compre- nant les valves 54=, 55 ,57 et 58; du courant continu à intensité constante et à une tension double de celle fournie par les valves, est fourni au circuit de transmission.
' Dans le dispositif de la figure 2, le circuit s'adapte facilement à un accroissement de charge sans qu'il soit nécessaire d'envisager de grosses dépenses. On peut par exemple installer un double jeu de redresseurs et d'on- duleurs et les connecter en séria avec ceux décrire de manière à pouvoir dou- bler la tension sur la ligie. De plus, comme la technique de la fabrication des valves progresse et qu'on pourra disposer de valves fonctionnant à des tensions de plus en plus élevées, on pourra remplacer les valves de l'installation ini- tiale, et le système pourra fonctionner avec le même nombre de valves, mais sera susceptible de débiter une puissance accrue suivant l'accroissement de tension.
La système est particulièrement stable et n'est pas sujet aux
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perturbations créées par des court-circuits ou par l'application brusque de grosses charges. Dans le circuit de transmission de courant à intensité cons- tante, le problème de lancommutation est réduit à une mise en court-circuit qui rend possible l'emploi d'un interrupteur à couteau relativement bon mark ché comparativement aux interrupteurs coûteux, dans l'huile. Au cas où une perturbation due aux décharges atmosphériques est provoquée, soit par une dé- ' charge atmosphérique directe, soit par une décharge induite, le courant se trouve limité et la protection est plus considérable que dans le système à courant alternatif.
Bien'qu'on ait décrit le dispositif de la figure 2 sous forme d'une transmission de station à station et particulièrement applicable aux grandes puissances, il est évident que le circuit de transmission en série peut comporter une dérivation en un point quelconque de la boucle ou tout au- tre circuit approprié, conformément au dispositif de la figure 1, sans risquer d'endommager ou de perturber la ligne principale de transmission, puisque la prise s'effectue en série du fait que le courant est limité dans le cas d'une perturbation sur la prise locale, et on peut fermer un dispositif de mise en court@ircuit sans que la distribution soit perturbée sur la ligie.
De plus, il est évident qu'on peut connecter, en un point quelconque de la ligne de trans- mission représentée figure 2, toute autre source de courant continu à intensité constante et analogue à la station donnée en exemple (44:, 46 ou 49) , dans le cas où on désire faire usage de sources d'énergie le long de la ligne, ou de connecter à des systèmes voisins de transmission, ou encore pour accroître la tension sur le circuit en des points éloignés de la source principale.
Lorsqu'il s'agit de fournir du courant aux abonnés de régions relativement denses, on peut connecter en série un certain nombre d'alterneurs, dans un circuit à courant continu à intensité constante, et les monter en paral- lèle sur le réseau de distribution à basse tension. On peut supprimer ainsi toutes les sous-stations, et la totalité du réseau intermédiaire à quelques miliers de volte qu'on utilise souvent dans les distributions urbaines à cou- rant alternatif.
Avec le système préconisé, le réseau à basse tension peut âtre alimenté directement en un nombre quelconque de points, et l'on peut éviter l'utilisation d'une quantité vraiment considérable de cuivre du réseau à ten- sion intermédiaire, de marne quelles pertes dans ce réseau et dans les trans- formateurs et réduire ainsi le prix des installations.
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On peut également modifier les réseaux alternatifs existants, à 2*300 volts par exemple, dans des conditions telles qu'on les emploie coma circuits alternatifsa courant constant, au lieu de les faire fonctionner à tension constante*
La figure 3 montre schématiquement un système de distribution particulièrement adapté pour transmettre la puissance sous forme de courant continu à intensité constante à partir d'une source à courant alternatif à tension constante, à un circuit de distribution alternatif à basse tension, sans l'emploi d'un réseau intermédiaire.
La figure 4, constitue une'variante de la figure 3, dans laquelle un circuit série alternatif à intensité constante est interposé entre la sour- c@ à courant alternatif à tension constante et le réseau alternatif à tension constante.
Commeon le voit figure 3, on prélève un courant alternatif d'intensité constante sur les barres de distribution 111 alimentées par une source 110 à courant alternatif à tension constante, par l'intermédiaire d'un pont 112 formé par des capacités Ils et des inductances 114, Le courant de sortie de ce pont est redressé pour alimenter le circuit à courant continu 115 par l'intermédiaire d'un redresseur 116 qui comporta un transformateur 117 et deux tubes à décharge 118 et 119 à deux électrodes branchés, à la manière con- nue, pour redresser les deux alternances.
Bien qu'on ait décrit un dispositif dans lequel le courant al- ternatif à tension constante est tout d'abord transformé en courant alterna- tif à intensité constante, on comprend que le courant alternatif à tension constante puisse être tout d'abord redressé, par un redresseur à grilles com- mandées pour maintenir le courant constant sur les barres de distribution, à la manière connue. On préfère toutefois le dispositif décrit car on peut ob- tenir une meilleure forme d'onde avec les valves à deux électrodes constituant des redresseurs à deux alternances, ce qui pemmet aussi d'obtenir un meilleur facteur de puissance dans le circuit générateur. les bornes à courant continu du redresseur 116 sont connectées au circuit 115 par l'intermédiaire d'une réactance de filtrage 120 reliées en série.
Entre les bornes de distribution 111 à courant alternatif et les bor- nes du pont 112, on a prévu un disjoncteur 121 muni d'un mécanisme de déclen-
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ce circuit est ouvert.
Un contacteur de court-circuit 124, muni d'un mécanisme de fer- mature 125 est relié aux deux pôles du circuit 115. Ce mécanisme est aussi alimenté par le courant du circuit de déclenchement du disjoncteur 121, de telle sorte que Sans le cas d'ouverture du circuit 115, 124 se ferme et le met en court-circuit, en même temps que le disjoncteur 121 s'ouvre. Dans cer- tains cas, on peut utiliser ce contacteur de court-circuit seul pour fournir la protection désirée.
Un court-circuit sur un système de distribution à courant continu à intensité constante, fait baisser la tension aux bornes des barres d'alimen- tation 111 à une valeur juste suffisante pour laisser passer le courant de valeur prédéterminée dans le court-circuit. Pour réaliser une protection con- tre cette éventualité, la Société demanderesse prévoit un relais 12@ muni d'un jeu de contacts 127 connectés en série avec le mécanisme de déclenchement 122- 125, et un autre jeu de contacts 128 connectés à un circuit de signalisation 129 destiné à faire fonctionner le signal approprié 130.
Le relais 126 est alimenté conformément à la tension aux bornes du circuit 115 de telle sorte que, pour une basse tension prédéterminée et correspondant au court-circuit, les contacts 127 s'ouvrent de manière à prvo- quer l'ouverture du disjoncteur 121, la fermeture de 124 et la fonctionnement de la signalisation 124-130.
Un certain nombre d'onduleurs 131 et 132 sont alimentés en sé- rie par les lignes 115 et débitent en parallèle sur le réseau de distribution à basse tension 133.
Les postes 131 et 132 sont reliés aux circuit 115 par l'inter- médiaire d'interrupteurs 134, chacun comporte un couteau de court-circuit 135 et un éclateur 136. Le montage et le fonctionnement des onduleurs sont analo- gues à ceux des figures précédentes. L'utilisation est schématiquement re- présentée par les lampes 148 et pas'les moteurs 149. Tour des raisons de sim- plicité, on n'a figuré qu'un seul réseau 133 de basse tansion.
En cas de perturbations sur ce circuit 133 à basse tension, par exemple une mise à la terre, un court-circuit au une surcharge, il y a augmen- tation de puissance demandée, l'onduleur le plus rapproché étant alimenté, cet onduleur est traversé par un courant d'intensité constante et, si la ten- sion d'alimentation augmente, son transformateur se sature, de telle sorte que la tension résultante sur l'enroulement secondaire tend alors à diminuer,
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réduisant ainsi la puissance fournie dans le réseau, dont la tension reste fixe par suite de la présence des autres onduleurs.
Toutefois, pour n'être pas astreint à compter seulement sur cette action de l'onduleur, on a prévu un dispositif de protection pour chacun d'eux, quand la tension aux bornes de sortie tend à diminuer au-dessous d'une valeur prédéterminée. Il est constitué par exemple par un relais connecté de manière à être alimenté aux bornes de sortie de l'onduleur et comporte des contacts 151 et 152 qui peuvent ouvrir les circuits comprenant les capacités du pont, quand la tension de sortie tombe au-dessous d'une valeur prédétermi- née. Ce dispositif oblige le secondaire du transformateur à fournir du courant par'les réactances 146 du pont en série avec le réseau de distribution, de telle sorte que ces réactances fonctionnent pour limiter la puissance fournie au réseau.
D'autres feeders de courant continu à intensité constante à partir de la même station génératrice ou à partir d'une autre station généra- trice, peuvent être prévus de façon analogue et fonctionner dans les mêmes conditions. A titre d'exemple, on a représenté une autre station génératrice 1101, un autre poste de redressement 116', la ligne de distribution 115' et des postes convertisseurs 131' et 132' connectés en série et dans lesquels les mêmes éléments ont été désignés par les mêmes numéros de références af- fectés du signe prime. Pour alléger le dessin, on n'a pas représenté les dif- férents éléments de protection dont les détails sont fournis pour l'appareil concernant la ligne 115 et déjà décrits précédemment. De même, le pont 144' peut être muni d'un relais analogue au relais 150.
La puissance peut 'être fournie par une seule station génératrice ou par plusieurs stations sous la même fréquence ou à des fréquences différentes. Comme la puissance fournie au système de distribution apparatt sous forme de courant continu à tension cons- tante, le problème du maintien en phase des stations cesse de se poser. L'in- terrupteur 121 n'a pas besoin d'avoir une grande capacité de rupture car, dans les conditions ordinaires de travail, on préfère mettre en court-circuit la ligne à courant continu, quand une perturbation apparaît ou,. lorsqu'on désire ouvrir le circuit pour diverses autres raisons, réduisant ainsi l'intensité sur le circuit avsnt de le déconnecter.
Dans le cas où un conducteur quelcon- que du circuit à courant continu se rompt, la tension a tendance à croître sur le système de distribution, bien qu'elle soit limitée par le redresseur qui
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en court-circuit du circuit à courant continu et couper le circuit à courant alternatif. Dans le cas où un court-circuit apparaît dans un point queleon- que du réseau à courant continu à intensité constante, l'excitation du relais 126 diminue de telle sorte que le signal 130 fonctionne et le contacteur 124 se ferme en même temps que s'ouvre le disjoncteur 121 du circuit d'alimenta- tion.
En cas d'un court-circuit en un point quelconque du circuit d'un onduleur, il se produit une réduction de l'intensité qu'il fournit, mais oelle ci n'affecte nullement les autres connectés en série sur le marne circuit d'a- limentation. En cas d'ouverture du circuit dans l'onduleur, les dispositifs de protection (par exemple un éclateur 136,)fonctionnent sous l'action de la surtension pour mettre l'onduleur en court-circuit.
Chaque onduleur retransforme le courant continu en courant al- ternatif à tension constante, tous les circuits d'utilisation sont alimentés sous tension constante et pour un facteur de puissance quelconque, et par conséquent il n'est nullement nécessaire de prévoir des régulateurs automa- tiques de tension, puisque la tension sur le réseau à basse tension varie comme le courant des stations génératrices.
Il est donc évident que le ré- glage de la tension au point d'utilisation dépend entièranent du fait que le courant est maintenu constant à la station génératrice ou à la station qui fournit la puissance, au lieu d'être extérieur au système, comme dans les méthodes actuellement en usage-
Le système décrit'permet la suppression du réseau à tension intermédiaire prévu dans la plupart des installations existantes, mais car- tains cas peuvent imposer de conserver ces distributions à 2 300 volts par exemple*
Dans la figure 4, on a représenté une forme de l'invention qui est particulièrement adaptée aux cas où on ne peut supprimer ces réseaux in- tennédiaires. Suivant cette nouvelle réalisation,
un tel réseau est alimenté comme un réseau alternatif à intensité constante plutôt qu'à tension constan- te . On l'alimente par une source de courant alternatif 153, par l'intermé- diaire du pont 154, d'un redresseur 155, d'un circuit à courant continu 156 à intensité constante et d'un poste onduleur 157. Le poste de redressement comporte un transformateur 158 et deux valves 159 et 160 redressant les deux alternances. Une réactance 161 est placée en série dans le circuit 156. Le
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poste onduleur 157 est connecté en série avec le circuit à courant continu 156 et peut être d'un type quelconque connu, bien qu'on ait représenté le marne type d'alterneur que dans les figures 1 à 3.
L'enroulement secondaire de son transformateur 164 est connecté en série avec le réseau intermédiaire 170, de manière à fournir du courant alternatif à intensité constante. Ce ré- seau peut être alimenté par plusieurs sources d'alimentation analogues, la figure en représente une seconde, ses éléments correspondants étant designs par les mêmes numéros de références affectés du signe prime.
En série avec le circuit 170, on a connecté des feeders d'ali- mentation 171 qui fournissent du courant alternatif à intensité constante et qui peuvent être introduits dans le réseau à basse tension 172. Au point de départ du feeder, on a prévu un commutateur de court-circuit 173 et au point de connexion sur le circuit à basse tension un transformateur 174 muni d'un enroulement secondaire connecté à un pont 175 pour transformer le courant alternatif à intensité constante en courant alternatif à tension constante sur le réseau à basse tension 172.
Au cas où l'on désire transmettre de la puissance à ce dernier sous tonne de courant alternatif à tension constante, on peut utiliser le dispositif représenté sur le circuit d'alimentation de droite. On connecte alors les bornes d'entrée du pont 176 en série avec le réseau 170* Un commu- tateur de court-circuit 177 est connecté aux bornes d'entrée du pont, les bornes de sortie de ce dernier fournissant du courant alternatif à tension constante, au circuit 178 qui alimente en puissance le réseau 1723 par l'in- termédiaire d'un transformateur approprié 179.
Le fonctionnement du dispositif de la figure 4 peut être faci- lement compris en se référant aux figures précédentes. Si l'on part d'une source de courant alternatif à tension constante, le courant est transformé en courant alternatif à intensité constante, puis redressé et fourni sous forme de courant continu à intensité constante. Les onduleurs fournissent du courant alternatif à intensité constante auréseau intermédiaire* Ce cou- rant est alors fourni au réseau à basse tension par l'intermédiaire des rec- tangles monocycliques fournissant du courant alternatif à tension constante.
Comme dans le dispositif de la figure 3, le réglage de la tension à la sta-' tion de réception est placé sous la commande de l'appareil installé à la
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Bien qu'on ait représenté les différents circuits à courant alternatif Bous forme de circuits monophasés, en vue de simplifier la des- cription de l'invention, on conçoit que tous les techniciens puissent substi- tuer à ces circuits un système poliphasé.