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Perfectionnements dans les systèmes de signalisation élec- .triques.
La présente invention est relative à des systèmes de signalisation éléctriques et plus particulièrement à des systèmes dans lesquels la signalisation se fait par des lignes de distribution d'énergie disposées de telle sorte qu'un ré - seau à haute tension alimente plusieurs réseaux à basse ten- sion.
Dans des systèmes de signalisation de ce genre d'où. l'on veut rayonner d'un point donné vers plusieurs réseaux à basse tension on trouve généralement nécessaire de faire des dérivations sur le réseau haute tension qui comprend des ap- pareils coûteux et des dispositifs de protection correspondant.
Cependant plusieurs fournisseurs de courant consi -
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dèrent comme défavorable toute interconnexion avec le ré - seau haute tension et des avantages certains au point de vue dufonctionnement et des négociations sont offerts si on peut l'éviter.
Le but principal de l'invention est de permettre la commande centralisée deb type., de réseaux indiqués ci-dessus tout en évitant toute connexion spéciale au réseau de haute tension.
Une des caractéristiques de l'invention dans un système de signalisation électrique dont le fonctionnement des organes de commande répond à des courants de haute fréquence transmis sur les lignes de distribution d'énergie électrique, est que la commande se fait d'un seul point vers plusieurs ré- seaux à basse tension alimentés par un réseau à haute tension commun, les courants de haute fréquence étant appliqués à un des réseaux à basse tension et se propageant vers les autres réseaux par le réseau à haute tension.
Une autre caractéristique de l'invention dans un système de signalisation électrique dont le fonctionnement des organes de commande répond à des courants de haute fré - quence transmis sur leslignes de distribution d'énergie élec- trique, est que les courants de haute fréquence sont appliqués à un réseau à basse tension particulier et sont transmis par l'intermédiaire du réseau à haute tension à un autre réseau à basse tension où ils servent à mettre en marche un nouveau générateur à haute fréquence pour fournir le courant nécessaire au fonctionnement des organes de commande du sécond réseau basse tension.
L'invention sera mieux comprise par la description suivante d'une méthode de réalisation se référant au plan ci- joint. Sur ce plan figure un circuit représentant une application de l'invention à la transmission d' un signal
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d'un réseau de distribution à courant alternatif triphasé à un autre réseau du même type via les lignes de distribution à haute tension. Dans les deux réseaux les signaux peuvent être utilisés à la commande de l'éclairage public, au change- ment de tarif des compteurs, ou à d'autres fins analogues.
Nous référant maintenant au plan, celui-ci représente deux sous-stations désignées par SUBI et SUB2 alimentant sé- parément des réseaux de distribution à courant alternatif triphasé dont les conducteurs de phase sont désignés dans chaque cas par A, B et C tandis que le neutre est désigné par N. Les sous-stations elles-mêmes sont alimentées par la station.principale de production au moyen d'un réseau à haute tension HT et l'énergie électrique est transmise aux sous-stations par des transformateurs réducteurs de tension.
Quand on désire transmettre un signal d'une sous- station 1 à une sous-station 2 et peut-être vers d'autres sous- stations du réseau semblables à la sous-stations 2, on ferme momentanément le contacteur CN et le primaire du transforma- teur élévateur de tension D est mis sous courant. Le second- aire du transformateur D qui peut engendrer uns tension de l'ordre de 6000 Volts fait partie d'un circuit à éclateur qui comprend l'éclateur G, le condensateur F et l'enroulement primaire du transformateur E dont le secondaire est connecté à un des enroulements secondaires du transformateur principal de la sous-station.
Quand on a fermé le contacteur CN de la manière indi- quée l'éclateur fonctionne et produit un courant de haute fré- quence de l'ordre de 3000 cycles par seconde qui est injecté dans un enroulement du transformateur de la sous-station par un circuit qui est accordé au moyen d'un condensateur variable VC1 pour donner le maximum de débit.
Ce signal à haute fréquence est par conséquent transmis du secondaire au primaire du trans-
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formateur de la sous-station sur le réseau à haute tension, par lequel il repasse à toutes les autres sous-stations qui y sont reliées et en particulier à la sous-station 2. chaque sous-station qui le reçoit, le courant de haute fréquence passe du primaire au secondaire du transforma- teur principal et est reçu à la sortie d'un des enroulements du transformateur dans un circuit comprenant la bobine de self H et le condenateur variable VC2 qui est accordé pour donner le maximum.
La self H est couplée lâchement à la self I qui est aussi dans un circuit accordé par le conden- sateur variable VC3 et par suite de l'effet de valve du re- dresseur MR le signal de haute fréquence se traduit par l'é- lévation du potentiel positif du condenateur FC qui est con- necté dans le circuit de la grille de la lampe VI. Normale- ment la grille de la lampe VI est maintenue négative de sorte qu'aucun courant anodique ne se produit, mais aussit8t que la grille est rendue positive par suite du signal un courant anodique apparait et le relais J qui se trouve dans le cir - cuit de 1 a plaque attire et remplit les fonctions qui seront décrites ultérieurement.
Les selfs H et I sont réglables l'une par rapport à l'autre dans le but d'éliminer autant que possible les effets des courants à haute fréquence parasites qui abondent dans de tels réseaux à courant alternatif et afin que le réglage puisse être exécuté sans déranger l'accord du circuit une construction spéciale de bobine a été adoptée.
De préférence la bobine H consiste en un anneau sur lequel est enroulé deux bobines connectées de manière à donner un champ magnétique externe suivant son axe. La bo- bine I a la forme d'un solémoide à air dont l'axe coupe l'axe de l'anneau et se trouve dans le plan de l'anneau, la bobine H tournant autour de son axe, et par suite on peut @
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se rendre compte que par la rotation de la bobine H le couplage entre les deux bobines peut varier de manière à donner une sélectivité variable sans modifier la valeur de la tension de crête de résonance du circuit.
On peut voir d'après le circuit que dans l'exemple décrit l'attraction du relais J est utilisé pour mettre en marché un générateur à éclateur à la sous-station 2 dont le débit est appliqué au neutre du transformateur de la sous-station et sert à commander des appareils, non représen- tés, mais supposés connectés entre un des conducteurs de phase et la terre et à plusieurs lampes d'éclairage public ou à d'autres appareils reliés au réseau.
En particulier le relais J en attirant complète le circuit du contacteur électromagnétique K qui ferme et met sous courant l'enroulement primaire du transformateur ré - ducteur L. L'enroulement secondaire du transformateur L qui développe environ 6000 volts est connecté en circuit avec un générateur à éclateur comprenant un condensateur M, un éclateur N et l'enroulement primaire du transformateur 0.
Le générateur à éclateur est réglé pour produire un courant de fréquence de l'ordre de 5000 cycles par seconde qui est lancé par l'intermédiaire de l'enroulement du transformateur 0 sur le conducteur'neutre du transformateur desservant le réseau à basse tension de la sous-station 2.
Il est entendu que le signal à haute fréquence qui commande les appareils d'éclairage public est d'une fréquence beaucoup plus élevée que le signal passant de la sous-station 1 à la sous-station 2, mais au cas où il y aurait quelque danger de blocage à la sous-station 2 à cause du circuit dé- tecteur accordé commandé par le générateur à éclateur de la sous-station 2 dont il a provoqué le fonctionnement, on peut facilement,faire en sorte que le relais J dès qu'il a attiré,
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coupe son propre circuit après un temps déterminé d'avance.
Les appareils de commande du réseau alimenté par la sous-station 1 seront naturellement réglés pour fonctionner sur la plus basse fréquence qui est employée pour la trans- mission sur les lignes à haute tension et ces appareils seront connectés entre un conducteur de phase et le neutre.
Comme variante du circuit à lampe de la sous-station 2 on peut utiliser un tube à décharge qui serait réglé pour fonctionner prèsqu'à sa tension d'éclatement dans les condi- tions normales et dont l'éclatement se produirait au reçu d'un signal venant de la sous-station 1 pour provoquer l'attraction du relais J.
Comme autre variante, il est possible d'actionner dans certaines circonstances un relais directement sensible à la tension du signal non amplifiée.
On remarquera également que le signal reçu du ré- seau à haute tension peut passer aux autres réseaux par ampli- fication directe plutôt que d'actionner un générateur séparé à haute fréquence. Dans ce cas la fréquence sera naturellement la même et il sera nécessaire de prendre des moyens pour empêcher le signal de s'entretenir lui-même par exemple en transmettant seulement pendant un temps fixé à l'avance comme il a été suggéré ci-dessus. Une autre possibilité est d'em- ployer un réseau séparé pour l'éclairage public auquel cas le signal reçu par le réseau à haute tension commandera l'envoi de l'énergie sur le réseau d'éclairage public et sans être transmis par superposition au réseau général basse tension.
Il est entendu que l'invention n'est pas limitée à un système de distribution d'énergie électrique du type re - présenté mais est aussi applicable à d'autres systèmes de distribution.
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Par exemple, les lignes à haute tension peuvent elles-mêmes avoir un ou plusieurs points de transformation pour élever ou abaisser la tension, ou bien le nombre des phases peut être différent dans la haute et la basse tension.
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Improvements in electrical signaling systems.
The present invention relates to electrical signaling systems and more particularly to systems in which the signaling is done by energy distribution lines arranged such that a high voltage network supplies several low voltage networks. - if we.
In signaling systems of this kind hence. we want to radiate from a given point to several low voltage networks. We generally find it necessary to make branches on the high voltage network which includes costly devices and corresponding protection devices.
However, several power suppliers consider
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any interconnection with the high voltage grid is unfavorable and certain advantages from the point of view of operation and negotiations are offered if this can be avoided.
The main aim of the invention is to allow the centralized control of the type of networks indicated above while avoiding any special connection to the high voltage network.
One of the characteristics of the invention in an electrical signaling system in which the operation of the control members responds to high frequency currents transmitted on the electrical energy distribution lines, is that the control is carried out from a single point to several low voltage networks supplied by a common high voltage network, the high frequency currents being applied to one of the low voltage networks and propagating to the other networks by the high voltage network.
Another characteristic of the invention in an electrical signaling system the operation of the control members of which responds to high frequency currents transmitted on the electrical energy distribution lines, is that the high frequency currents are applied. to a particular low-voltage network and are transmitted through the high-voltage network to another low-voltage network where they are used to start a new high-frequency generator to supply the current necessary for the operation of the control devices of the second low voltage network.
The invention will be better understood from the following description of an embodiment method referring to the attached drawing. On this plan is a circuit representing an application of the invention to the transmission of a signal.
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from a three-phase alternating current distribution network to another network of the same type via the high-voltage distribution lines. In both networks the signals can be used for controlling street lighting, changing the meter tariff, or for other similar purposes.
Referring now to the plan, this one represents two substations designated by SUBI and SUB2 supplying separately three-phase alternating current distribution networks whose phase conductors are designated in each case by A, B and C while the neutral is denoted by N. The substations themselves are supplied by the main production station by means of a high voltage HV network and electrical energy is transmitted to the substations by voltage reducing transformers.
When you want to transmit a signal from a substation 1 to a substation 2 and perhaps to other substations of the network similar to substation 2, you temporarily close the NC contactor and the primary of the step-up transformer D is switched on. The second area of transformer D which can generate a voltage of the order of 6000 Volts is part of a spark gap circuit which includes spark gap G, capacitor F and the primary winding of transformer E whose secondary is connected to one of the secondary windings of the main transformer of the substation.
When the NC contactor has been closed in the manner indicated, the spark gap operates and produces a high frequency current of the order of 3000 cycles per second which is injected into a winding of the substation transformer by a circuit which is tuned by means of a variable capacitor VC1 to give the maximum flow.
This high frequency signal is therefore transmitted from the secondary to the primary of the trans-
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trainer of the substation on the high voltage network, by which it passes again to all the other substations which are connected to it and in particular to the substation 2. each substation which receives it, the high current frequency passes from the primary to the secondary of the main transformer and is received at the output of one of the windings of the transformer in a circuit comprising the choke coil H and the variable capacitor VC2 which is tuned to give the maximum.
The choke H is loosely coupled to the choke I which is also in a circuit tuned by the variable capacitor VC3 and as a result of the valve effect of the rectifier MR the high frequency signal is reflected by the e- raising of the positive potential of the capacitor FC which is connected in the circuit of the grid of the lamp VI. Normally the grid of the VI lamp is kept negative so that no anode current occurs, but as soon as the grid is made positive as a result of the signal an anode current appears and the relay J which is in the cir - cooked from 1 to the plate attracts and performs the functions which will be described later.
The H and I chokes are adjustable with respect to each other with the aim of eliminating as much as possible the effects of stray high frequency currents which abound in such AC networks and so that the adjustment can be carried out. without disturbing the tuning of the circuit a special coil construction has been adopted.
Preferably the coil H consists of a ring on which are wound two coils connected so as to give an external magnetic field along its axis. Coil I has the form of an air solemoid, the axis of which intersects the axis of the ring and is located in the plane of the ring, the coil H rotating around its axis, and consequently we can @
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realize that by the rotation of the coil H the coupling between the two coils can vary so as to give a variable selectivity without modifying the value of the peak resonance voltage of the circuit.
It can be seen from the circuit that in the example described the attraction of relay J is used to market a spark gap generator at substation 2 whose flow is applied to the neutral of the substation transformer and is used to control devices, not shown, but supposed to be connected between one of the phase conductors and the earth and to several street lighting lamps or to other devices connected to the network.
In particular the relay J by attracting completes the circuit of the electromagnetic contactor K which closes and puts under current the primary winding of the reducing transformer L. The secondary winding of the transformer L which develops approximately 6000 volts is connected in circuit with a generator spark gap comprising a capacitor M, a spark gap N and the primary winding of transformer 0.
The spark gap generator is set to produce a frequency current of the order of 5000 cycles per second which is initiated through the winding of transformer 0 on the neutral conductor of the transformer serving the low voltage network of the substation 2.
It is understood that the high frequency signal which drives street lighting fixtures is of a much higher frequency than the signal passing from substation 1 to substation 2, but in case there is some danger of blocking at substation 2 because of the tuned detector circuit controlled by the spark gap generator of substation 2 which it caused to operate, it is easy to ensure that the relay J as soon as he attracted,
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cuts its own circuit after a predetermined time.
The control devices of the network supplied by substation 1 will naturally be set to operate on the lowest frequency which is used for transmission on the high voltage lines and these devices will be connected between a phase conductor and the neutral. .
As an alternative to the lamp circuit of substation 2 a discharge tube could be used which would be set to operate near its burst voltage under normal conditions and which would burst upon receipt of a. signal coming from substation 1 to cause the attraction of relay J.
As another variant, it is possible to actuate in certain circumstances a relay directly sensitive to the voltage of the unamplified signal.
Note also that the signal received from the high voltage network can pass to other networks by direct amplification rather than driving a separate high frequency generator. In this case the frequency will naturally be the same and it will be necessary to take measures to prevent the signal from sustaining itself, for example by transmitting only for a time fixed in advance as has been suggested above. Another possibility is to use a separate network for public lighting in which case the signal received by the high voltage network will control the sending of energy to the public lighting network and without being transmitted by superimposition to the network. general low voltage network.
It is understood that the invention is not limited to an electrical energy distribution system of the type shown but is also applicable to other distribution systems.
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For example, high voltage lines may themselves have one or more transformation points to raise or lower voltage, or the number of phases may be different in high and low voltage.