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PROCEDES POUR LA. PROTECTION DES APPAREILS ELECTRIQUES DE COUPURE CONTRE LES
FAUSSES MANOEUVRES.
On sait qu'il est désirable, que les installations électriques soient agencées de telle sorte que la fermeture ou couverture de circuits électriques en charge. par des appareils qui ne courraient exécuter ces manoeuvres sana danger. soit empêchée. En particulier* il y a lieu d'asservie la commande des sectionneurs d'un poste ou d'une soue-station, à moyenne ou à haute tendon. de façon , Interdire automatiquement toutes les manoeuvres qui pourraient preaenter quelque danger*
Une manoeuvre est réputée dangereuse lorsque son accomplissement
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détermine une variation de puissance dans le circuit commandé par le motionneur.
Par contre, lorsque la manoeuvre ne doit créer qu'un simple déplacement d'intensité (cas de la mise en parallèle de deux $eux de barres déjà couplés par ailleurs), elle n'est pas dangereuse et peut être autorisée*
Divers procédés ont déjà été proposes pour réaliser l'interdic- tion de ces manoeuvres dangereuses; en général, ils consistent à asservir électriquement ou mécaniquement la commando de chaque appareil, à la position de certains autres bien déterminés.
Ces procédés conduisent à rétablissement d'une filerie importante et ne résolvent pas le problème d'une façon générale, Lorsque les circuits 1 haute tension deviennent complexes, ils ne peuvent plus être efficaces pour tous les case Eu outre, une fois établie, ils sont à modifier complètement à l'occasion de toute addition ou modification apportée aux circuits à haute tension*
La présente Invention a pour objet un nouveau procédé de'proteotion, qui a l'avantage d'être efficace dans tous les cas et quelle que soit la complexité des circuits contrôlés, et qui peut être très facilement adapté à toutes les modifications qui peuvent être apportées aux circuits auxquels ile est appliqué*
Ce nouveau procédé est essentiellement caractérisé,,
en ce que le schéma réel de l'installation à protéger est reproduit sur un schéma miniature, avec ses connexions et tous ses appareils de coupure, ces derniers appareils étant représentés par des commutateures symboles pouvant ouvrir ou farmer les circuits miniature exactement de la même façon que les appareils réels ouvrant ou fermant les circuits à haute tension, les sources d'énergie réelles étant représentées dans le schéma miniature par des sources d'énergie à basae tension, à courant continu ou alternatif, et les départe et appareils consommateurs étant représentée par une résistance ou une impédance;
dans ces conditions, si tous les commutateur . symboles des appareils réels de coupure, se trouvent dans la position correspondante à celle des appareils réels$ l'énergie à basse tension circule dans les différentes connexions du schéma miniature exactement dans le möme sens que l'énergie réelle circule dans l'installation à protéger.
Arant de faire une manoeuvre aur un appareil de cette installation, on la fera. alors sur son commutateur symbole du schéma miniature; si la manoeuvre de l'appareil doit provoquer une variation de puissance, une variation semblable se produira
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pendant la manoeuvre du comnmtateur symbole, et cette variation sera utilisée pour provoquer automatiquement par tous moyens appropriés, si elle atteint une valeur ou une forme qui correspondrait à une variation de puissance dange-
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reuse dans l'installation à protéger, soit un verrouillage empêchant la manoeux vre de l'appareil en cause, soit la mise en jeu d'une signalisation, soit les deux à la fois, soit la mise en jeu de toutes autres mesures de protection.
Tous les moyens de test connus en électrotechnique, peuvent être utilisés pour reconnaître si la manoeuvre du commutateur symbole provoque une
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variation de puissance qui correspondrait à une variation de puissance dangerreuse dana l'installation à protéger* En particulier, chaque comnatateur symbole peut comporter un dispositif de Mesure de puissance* qui servira à effectuer le testé Le test, par meure de puissance,, peut être simplifié et remplacé par la simple mesure de la tension qui apparaît aux bornes du commutateur symbole lorsque celui-ci
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est mis dans sa position 4touvertÛ1'e et que sa manoeuvre provoque une varia- tion de puissance*
On va décrire maintenent différents exemples, donnés à titre
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non limitatif# de mise en oeuvre du procédé qui fait l'objet de l'invention.
les dispositions particulières de réalisation qui seront décrites à propos de
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ces exemples, devront être considérées comme faisant, en el1eme8, partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être aussi bien utilisées, sans sortir du cadre de celle-ci*
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Panai toutes les rêal1eatioDlpossibles. celle qui comporte les dispositions suivantes, est particulièrement aimple !
Le schéma miniature est un schéma unifilaire, dont les sources et les impédances ont un point commun.
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Un relais voltmètrique est connecté aux bornes de chaque co!1\11tU'8 tateur symbole à manoeuvrer, Si$ lorsqu'on ouvre un commutateur symbole, son relais voltmètrique est excités il verrouille l'appareil réel à commander, par un moyen approprié quelconque, ou bien il coupe le circuit de commande de cet appareil lorsque ce dernier est à commande électrique, etc...
Il est naturellement avantageux de ntemployer qu'un seul relais
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voltïMtriquo pour tout l'ensemble des appareils qui constituent l'équipement d'une nous-,station* Dents ce cas, ce relais vôltm6triqtte est branché automatiquement
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pour chaque manoeuvre à effectuer, aux bornes correspondantes à essayer, juste pendant le temps de la manoeuvre,
Le branchement de ce relais constitue un essai qui doit précéder obligatoirement toute commande d'appareil.
Cet essai obligatoire peut être fait tout simplement grâce à l'emploi des tirettes symboles décrites plus loin.
Les appareils de coupure peuvent être figurés sur le schéma miniature par des contacta places aur les appareils eur-mémes, s'ouvrent ou se fermant en morne temps qu'eux, ou par les contacts des symboles d'un tableau de commande à distance comme il en existe généralement dans les installations importantes.
Les symboles représentent les appareils de coupure et leur position est liée à celle de ces appareils par un système connu quelconque, qui peut être celui de la signalisation sonore dans ce cas, il faut, pour obtenir le silence, que chaque symbole soit dans la même position que l'appareil qu'il représente. Cette disposition donne l'assurance Indispensable que le schéma miniature est toujours la reproduction exacte du schéma de l'instellation réelle à protéger.
Les mémes symboles peuvent encore servir à d'antres buts comme, par exemple, la commande des appareils; dans ces conditions la commande peut s'effectuer par pression suivant l'axe du symbole et les contacts du schéma miniature et de la signalisation peuvent se déplacer par rotation, le branchement du relais voltmétrique s'effectuant par pression en même temps que l'établissement des contacts de commende,
Pour s'assurer que l'essai du relais voltmétrique s'effectue avant la commande, on peut faire passer le courent de commande par les contacts d'un relais temporisé, commandé lui..... par lea contacts du relais voltmétrique d'essai, ou bien on peut faire en sorte,
que sur le symbole les contacts du relais voltmétrique s'établisseil avant les contacts de commande.
Il est nécessaire que les contacts représentant un appareil sur le schéma miniature soient ouverts au moment où s'effectue la mesure de tension; cette ouverture peut être faite automatiquement par la pression sur le symbole. Si le schéma à haute tension comporte plusieurs sources d'énergie qu'il serait dangereux de mettre en parallèle par sectionneurs,
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elles peuvent être représentées sur le schéma miniature par des sources de tension, de phases ou de natures différentes, afin que leur différence puisse exciter le relais voltmétrique.
Lorsque certains départs sont susceptibles d'étre alimentés en dehors des sources d'énergie habituelles, par une source extérieure, il faut discriminer les départs générateurs des départs consommateurs, les premiers devant être représentée sur le schéma miniature par une source, les seconds par une impédance.
Cette discrimination peut s'etfectuer par exemple au moyen de relais voltmétriques reliés à la tête de câble de chaque départ, quand ils sont séparés des sources de la sous-station, ou par des relais wattmétriquea dont la position dépend du sens d'écoulement de l'énergie dans le cas consi- déré; une simplification intéressante peut être apportée à ces dispositifs quand tous les échanges dténergie du schéma réel doivent s'effectuer par l'intermédiaire d'un ou de plusieurs Jeux de barres. Il suffit alors de relier les sources du schéma miniature aux connexions représentant les jeux de barres et de prévoir une source différente par Jeu de barres.
Les sources d'énergie sont représentées dans ce schéma par des impédances comme les départs et cette simplification équivaut à faire l'hypothése que les barres sont toujours sous tension, hypothèse inexacte, mais dont l'adoption évite l'emploi des relais wattmétriques cités plus haut et donne la même sécurité et la même souplesse aux manoeuvres que le schéma miniature fidéle.
Pour éviter tout raté de verrouillage dï à un manque de tension dans le schéma miniature, les sources de ce schéma peuvent avantageusement être les mêmes que celles qui actionnent les commandes ou qui actionnent le relaie temporisé intermédiaire s'il en a été prévu un.
Les Fig. 1 et 2 matérialisent schématiquement un exemple de mise en oeuvre de ltinvention; la Fig.1 représente le tableau à haute tension A protéger, et la Fig.2 le schéma miniature correspondant, réalisé suivant le principe de la reproduction exacte.
Les appareils numérotés 1 sur la fig.1, sont les sectionneurs du schéma haute tension; ils sont présentés par les contacts l' des symboles du schéma miniature.
Les appareils 2 sont des appareils à grand pouvoir de coupure, qu'il n'est pas dangereux de manoeuvrer en charge (disjoncteurs ou interrup-
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tours). Ils sont représentés en 2' sur le schéma miniature et ne comportent pas de verrouillage*
3 et 4 sont des sources d'énergie, qu'on représente en 3' et 4' par des sources différentes.
5 et 6 sont des départs consommateurs, qu'on représente en 5' et 6* par des impédances.
Le schéma miniature est unifilaire avec un point commun 8.
A titre d'exemple, on voit qu'il est impossible de fermer eimultanément les deux sectionneur. 9 et 10, qui mettraient en parallèle les deux sources 3 et 4 reliées respectivement aux jeux de barres 11 et 12, En effet, le dispositif permettra la fermeture de 9, mais A ce moment il apparaîtra aux bobnes de lot une tension égale à la différence entre 3' et 4'; pour la faire disparaître et par conséquent supprimer le verrouillage que l'apparition de cette tension aura provoqué, il faudra fesser d'abord les section- neurs et l'interrupteur de couplage 7; après cette manoeuvre, les barres 11' et 12' étant au même potentiel, la fermeture de 10' deviendra possible.
Bien entendu, des impédances convenables seront placées en série avec les sources 3' et 4', afin d'éviter le court-circuit que pourrait provoquer leur mise en parallèle.
Sur la fig.3. les sources 13 et 14 sont appliquées aux barres 11' et 12' et les sources d'énergie 3 et 4 sont représentées par les impédances 15 et 16. Cette disposition amené une grande simplification dans le cas où les départs peuvent être générateur.. en effet, le schéma de la fig.2 n'empêche pas la aise en parallèle de deux départs lorsque 'les sources 3 et 4 sont isolées des barres 11 et 12; cette aise en parallèle peut être dange- reuse par sectionneurs, si l'un des départs est générateur; pour rendre sur le fonctionnement du schéma des Fig.1 et 2. il faut le compléter par des relais voltmétriques et wattmétriques capables de substituer des sources aux impédances pour les départs générateurs.
Cette complication est évitée avec le schéma de la fig.3, qui Interdit de coupler un départ sur les barres, par sectionneur et à plus forte raison de mettre deux départs en parallèle.
La fig.4 se rapporte au schéma d'un exemple de tirette symbole représentant un appareil sur un tableau de commende et aux connexions de cette tirette au circuit de verrouillage et de commande,. Cette tirette comporte en 17 les contacts du schéma miniature; ces contacts se séparent dès
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qu'on enfonce la partie mobile de la ti e te en appoyant dans la direction de
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son axe suivant la flèche 18. En 19 se trouvent les contacta de signalisa-* tion relies aux appareils réels; les contacts 20 et 21 établissent la connexion du schéma miniature avec le relais voltmétrique d'essais 22.
Ce relais s'il reste au repos, établit le circuit du relais temporisé 23 qui, à son tour, envoie par le fil 24 le courant de commande qui effectuera, suivant la position du symbole, par le contact 25 l'ouverture, ou, par le contact 26, la fermeture de l'appareil réel. Le contact 27 envoie du courent sur le relais temporisé, par l'intermédiaire des contacts 28 du relais 22, au moment où l'on appie sur la tirette.