<Desc/Clms Page number 1>
Disposition pour la manoeuvre synchrone de commutateurs de mo- dula¯tion sans recours à des lignes spéciales de commande.
Lorsqu'une zone de distribution en courant triphasé est alimentée à partir de plusieurs points, les points d'alimenta- tion sont, en règle générale, reliés entre eux du côté haute tension par des lignes dites "de couplage", le réseau à haute tension pouvant, dans cette disposition, être du type des ré- seaux en étoile ou du typedes réseaux maillés.
Pour obtenir un abaissement de tension en vue de la com- mande à distance de plusieurs appareils situés dans la zone de distribution, il faut dans tous les cas, produire une in- terruption momentanée et synchrone de tous les points d'ali-
<Desc/Clms Page number 2>
mentation ; à cet effet il faut en général prévoir des lignes de commande allant du post'e émetteur jusqu'aux différents points d'alimentation.
Pour permettre la commande synchrone sans recourir à des lignes spéciales de commande, on a déjà proposé d'inter- rompre tout d'abord un seul commutateur de modulation qui four- nit à la zone de distribution la puissance maxima, et d'uti-' liser la déformation, bien que faible, du triangle des ten- sions qui se produit aux autres points d'alimentation, à l'ai- de de relais ultra-sensibles, ou de séparateurs de champs tour- nants, pour moduler également ces points d'alimentation. Le commutateur-modulateur principal doitrester interrompu jus- qu'à ce que tous les autres commutateurs-modulateurs aient déclenché.
Le durée d'interruption du commutateur-modulateur principal doit par conséquent, pour tenir compte de la période propre des relais récepteurs et de la période propre des au- tres commutateurs-modulateurs, être au moins étale à dix al- ternances du courant alternatif de réseau.
La présente invention vise une autre disposition destinée à permettre la commande synchrone de commutateurs-modulateurs, séparés dans l'espace, sans recourir à des lignes spéciales de commande, les dispositions conformes à l'invention étant ap- plicables aussi bien aux réseaux en étoile qu'aux réseaux maillés.
La disposition est par ailleurs telle que les mesures destinées à la commande synchrone n'influent pas sensiblement sur le réseau à basse tension ou, tout au .,-,oins, sur la phase du réseau à basse tension à laquelle sont raccordés les relais récepteurs.
Dans le cas le plus simple (fig. I), l'ensemble de la zo- ne de distribution en courant triphasé, destinée à être équipée en vue de la télécommande par baisse de tension momentanée, est alimenté à partir des deux postes 31 et S2. Le système de barres omnibus Sl est relié au système de barres omnibus par
<Desc/Clms Page number 3>
l'intermédiaire des deux lignes de couplage Kl et K2. Le sys- tème S1 est alimenté en deux points auxquels sont prévus les deux commutateurs modulateurs Tl et T2 influant tous deux sur la phase R. Le deuxième système de barres omnibus S2, si- tué à une grande distance du premier, est alimenté en un point où se trouve le commutateur modulateur T3, également relié à la phase R. Les points de sortie ne sont pas figurés.
Pour as- surer une commande uniforme de l'ensemble de la zone de dis- tribution, il faut donc produire la commande synchrone des trois commutateurs-modulateurs Tl, T2, T3. Ce résultat est ob- tenu conformément à l'invention par l'insertion dans l'une des phases (T) de l'une quelconque des lignes de couplage (Kl) et entre les deux systèmes de barres omnibus, d'un commu- tateur modulateur auxiliaire Th, réglé à une très faible durée d'interruption (environ I période), ce commutateur étant com- mandé directement depuis le poste émetteur ;
parailleurs, les points extrêmes de la ligne de couplage (c'est à dire S1 et S2) comportent des dispositifs récepteurs qui fonctionnent lors de l'action du commutateur-modulateur auxiliaire sur la ligne de couplage, et qui assurent le déclenchement synchrone dés commutateurs-modulateurs Tl, T2, T3 installés dans les deux sous-stations.
L'interruption momentanéede Th dans l'exemple figuré n'influe pas sensiblement sur la tension des systèmes de bar- res omnibus S1 et donc aussi sur la basse tension de la zone de distribution, étant donné que la ligne de couplage K2 est montée en parallèle et que, de plus, Sl et S2 sont alimentés de l'extérieur.
Lorsqu'il n'y a pas de ligne de couplage K2, et lorsque l'alimentation étrangère dans le système S2 est très faible par rapport à la puissance fournie par SI, l'interruption de Th permet de produire une baisse de tension, bien que faible, dans la zone d'alimentation alimentée par S2. Pour éviter que les relais récepteurs ne soient mis en action de ce fait,
<Desc/Clms Page number 4>
y a avahtage à choisir comme phase à influencer par le commu- tateur-modulateur auxiliaire Th une phase autre que celle in- terrompue par les commutateurs-modulateurs principaux.
Les relais récepteurs pour l'action exercée dans la ligne de couplage Kl par le commutateur-modulateur Th et prévus aux postes SI et S2 seront préférablement constitués par des or- ganes fonctionnant par suite de variations du flux de courant dans K1. Les dispositifs entrant en ligne de compte à cet ef- fet sont des relais 21, Z2 qui s'excitent en cas d'absence de courant momentanée dans la phase T de K1, ou encore qui s'ex- citent lorsque la différence des deux courants dans les phases R et S de la ligne de couplage K1 s'annule pendant la durée de la modulation, ou enfin qui s'excitent du fait de la dispari- tion du déphasage entre ces deux courants.
La fig. 2 montre un autre exemple de commande synchrone de commutateurs-modulateurs n'utilisant pas de lignes spécia- les de commande, etconvenant dans le cas où le réseau à haute tension est un réseau annulaire. Dans le cas de cette figure, les systèmes de barres omnibus SI, 82, S3, S4 à alimentation par l'extérieur et très éloignés l'un de l'autre, sont reliés entre eux par des lignes de couplage annulaires Kl, K2, K3, K4.
Pour produire une baisse de tension momentanée dans l'ensemble de la zone de distribution, les commutateurs-modulateurs prin- cipaux Tl à T4 doivent être modulés en synchronisme. Ce résul- tat peut tre obtenu par insertion de commutateurs-modulateurs auxiliaires Th1, Th2 et Th3 et de dispositifs récepteurs cor- respondants Z1 à Z4. Parmi ces dispositifs Thl, Th3 et Zl se trouvent au poste SI, Th2 et Z2 au poste S2, Z3 se trouve au poste S3 et Z4 au poste S4.
Dans ce cas, Thl et Th3 sont commandés directement par l'émetteur, ce qui est possible en raison de leur disposition au même poste, et provoquent ainsi l'excitation des relais récepteurs Z1 et Z2.
Le relais Zl commande, avec un retard réglable Vl, le 711
<Desc/Clms Page number 5>
commutateur principal Tl du poste S1.
Le relais Z2 déclenche sans retard le'commutateur modula- teur auxiliaire du poste S2, ce qui provoque l'excitation du relais récepteur Z3, lequel déclenche le commutateur- modula- teur T3 au poste S3.
Par ailleurs, Th3 a également provoqué l'excitation du relais Z4 qui déclenche, avec un retard V4, le commutateur T4 au poste S4.
Les durées de retard Vl et V4 sont échelonnées de telle sorte que tous les commutateurs-modulateurs principaux Tl à T4 soient interrompus simultanément.
La disposition peut aussi ne comporter qu'un commutateur- modulateur auxiliaire disposé en un seul point d'alimentation et dans une phase qui, normalement, n'est pas modulée. Il y a avantage à choisir dans ce but, un point d'alimentation qui conduit une fraction importante ou la majeure partie de la puissance totale du réseau. La même phase comporte alors des relais récepteurs qui sont répartis dans le réseau aux points de modulation principaux. Ces relais s'excitent donc lorsqu'u- ne impulsion préalable est émise au moyen de ce-commutateur- modulateur auxiliaire par interruption brève de cette phase.
Lors de leur excitation, ces relais provoquent alors le dé- clenchement des commutateurs-modulateurs principaux disposés aux points considérés. Appliqué au cas du réseau de la fig.2, cela signifie que les quatre points d'alimentation comportent les commutateurs-modulateurs principaux Tl à T4, mais qu'il n'y a qu'un seul commutateur modulateur auxiliaire, par exem- ple Thl au point d'alimentation Sl. Alors que les commutateurs modulateurs principaux se trouvent tous dans la phase R, le commutateur modulateur auxiliaire est monté dans la phase T.
Cette phase comporte alors en tous les points d'alimentation des relais Z1 à Z4 qui sont excités par une impulsion préala- , ble, produite par une baisse de tension momentanée au moyen du
<Desc/Clms Page number 6>
commutateur modulateur auxiliaire Thl. Chacun de ces relais agit alors d'une manière correspondante sur son commutateur- modulateur situé au même point, et en provoque le déclenche- ment, conformément à l'ordre voulu. Certains relais comporte- ront avantageusement un retard réglable et seront accordés de telle sorte entre eux que les instants de déclenchement et les durées d'interruption des commutateurs modulateurs princi- paux soient les mêmes.
De telles dispositions permettent bien une modulation correcte d'un réseau triphasé subdivisé, les interruptions en tous les points de commutation s'effectuant en parfait syn- chronisme. Mais ces dispositions impliquent la modulation de deux phases du réseau triphasé, de sorte que le nombre de commutateurs à prévoir à cet effet peut, dans certains cas, devenir assez considérable, notamment lorsqu'il s'agit d'un réseau à nombreux embranchements, par exemple comme dans le cad de la fig. 2.
Conformément à l'invention, cette disposition est consi- dérablement simplifiée grâce au fait que le commutateur modu- lateur principal sert lui-même à omettre l'impulsion préalable ou les impulsions préalables. La fig. 3 montre schématiquement- un exemple de réalisation de cette disposition. Dans cette figure, les références Gl, G2, G3 désignent des génératrices triphasées ou des centrales productrices triphasées, couplées entre elles par des lignes et fonctionnant en parallèle. Pour ne pas compliquer la figure, les consommateurs alimentés par ces sources de courant ntont pas été indiqués.
L'agencement est tel qu'une manoeuvre du commutateur-modulateur au poste principal produit également une baisse de tension à proximité des sources G2 et G3, mais cette baisse de tension ne peut être reçue directement avec les relais récepteurs habituels.
De ce fait, l'installation comporte, en plus des commutateurs modulateurs TS1 à la source de courant Gl - que l'on continue- ra à désigner comme poste principale - à chaque poste secon-
<Desc/Clms Page number 7>
daire un commutateur modulateur TS2, ou TS3. Tous ces commuta- teurs modulateurs se trouvent dans la même phase, à laquelle sont également reliés les relais récepteurs, non figurés, qui assurent la réception et l'exécution de l'ordre.
Pour garantir une manoeuvre synchrone de tous les commu- tateurs modulateurs, et de ce fait une diffusion régulière de l'ordre dans le réseau, on a prévu les dispositions suivantes: Le commutateur modulateur TS1 est shunté par une résistance W et par un sectionneur Tr. Chaque émission d'impulsion princi- pale proprement dite est précédée d'une impulsion préalable, constituée par une baisse de tension qui est produite par une ouverture de faible durée du commutateur modulateur TS1.
Pen- dant cette manoeuvre ce commutateur est shunté par la résistan- ce W et par le sectionneur Tr, de sorte que de ce fait, eten raison des conditions de charge momentanées, la tension dans cette phase est plus ou moins conservée et abaissée d'une quantité inférieure à celle dont elle est abaissée lors de l'émission subséquente de l'impulsion principale. La valeur de la résistance W est telle que même en tenant compte de la charge momentanée de cette phase, la baisse de tension produite suffit pour faire fonctionner les relais récepteurs ultra- sensibles R2 et R3 des sous-stations. Ces relais reçoivent donc l'impulsion préalable et provoquent, par l'intermédiaire de circuits locaux, le fonctionnement des commutateurs modula- teurs TS2 et TS3 après un temps prédéterminé.
Ce retard est conditionné par les périodes propres des relais et des commu- tateurs modulateurs et est déterminé une fois pour toutes. La diffusion de l'impulsion prenable dans le réseau s'effectue à la vitesse de la lumière.
L'impulsion préalable agit de préférence également sur le sectionneur TR et en provoque l'ouverture, de sorte que lors de l'impulsion principale subséquente, le commutateur modula- teur TS1 assure seul le. passage du courant dans la phase mo- dulée. A l'instant même où s'effectue, aux postes secondaires
<Desc/Clms Page number 8>
grâce à leurs relais récepteurs, la manoeuvre des commutateurs modulateurs, le commutateur modulateur du poste principal est également ouvert.
Le moyen le plus si;yole pour mettre cette opération sous la dépendance de l'impulsion préalable qui la précède consiste à prévoir, au poste principal lui-même, un relais récepteur du même genre. On a enfin prévu des moyens qui provoquent, après l' émission de l'impulsion principale, c'est à dire après fermeture du commutateur-modulateur TS1, une re- fermeture automatique du sectionneur Tr.
On réussit donc, avec un nombre minimum de commutateurs, à garantir une diffusion uniforme des baisses de tension dans le réseau, et de ce fait un fonctionnement certain de tous les relais récepteurs. De plus, le shunt du commutateur modulateur TS1 a pour conséquence que, normalement, cet interrupteur ne conduit qu'une fraction du courant de cette phase, et peut par conséquent présenter des dimensions moindres.
Au poste principal, il ;,r a lieu de prévoir les montages dteiiclenchei-iient habituels qui ne? permettent une émission de l'impulsion préalable par le commutateur-modulateur TS1 que si le sectionneur TR estfermé. Enfin, il est également avanta- geux de prévoir au poste principal des dispositifs indicateurs qui font connaitre la position momentanée de TS1 ou de Tr et qui permettent de voir si l'émission de l'impulsion préalable ou de l'ordre proprement dit est admissible. Pour la commande de tous les commutateurs modulateurs, on prévoit de préférence une commande à bouton poussoir qui assure, suivant le bouton- poussoir qui a été manoeuvré, l'émission automatique des im- pulsions préalables,
ou de la succession d'impulsionsd'ordre désirées.
Indépendamment de la prévision d'un ou plusieurs commu- tateurs modulateurs ou de l'utilisation du commutateur modu- lateur considéré pour l'émission d'impulsions préalables ou d'impulsions principales, on tendra à réaliser ce commutateur avec des dimensions minima. On y parvient si la disposition
<Desc/Clms Page number 9>
pour l'interruption au rythme des impulsions est agencée, sui- vant un développement de l'invention, en insérant dans l'un des conducteurs des récipients à broches d'allumage en montage anti-parallèle qui provoquent, à l'instant du passage par zéro, une interruption du courant dans le conducteur au rythme de la modulation.
La fige 4 des dessins, annexés montre un exemple d'exécu- tion de la disposition conforme à l'invention dans laquelle les références 1,2,3 désignent les conducteurs de réseaux dont le conducteur 2 doit être commandé. Les relais récepteurs répar- tis dans le réseau sont de ce fait reliés à ce conducteur 2.
Les références 4 et 5 désignent des tubes à décharge à vapeur de mercure auxquels peuvent aussi être substitués des réci- pients à décharge à commande par grille. Les broches d'allu- mage des récipients à décharge portent les références 6 et 7.
L'installation est complétée par un appareil à haute fréquence, agencé à la manière d'un appareil de diather.nie à haute fré- quence, et qui comporte des enroulements 8,9,10, ainsi qu'un contact autointerrupteur II. Normalement, le montage à tubes , est court-circuité par un commutateur 12, actionné par exemple au moyen d'air comprimé fourni par un réservoir 17 par l'in- termédiaire de tuyauteries 13,14 avec des robinets 15,16. La commande du commutateur 12 peut aussi s'effectuer par tout au- tre moyen remplaçant l'air comprimé. A la conduite-d'air com- primé 13 est relié un relais à membrane 18 avec un contact
19. La tringlerie de ce relais à membrane comporte un nez 21 qui coopère avec un verrouillage électromagnétique 20, dont le ressort de rappel est désigné par 22.
L'installation com- porte par ailleurs un contact 24 actionné par un relais à mem- btane 25 relié à la conduite d'air comprimé 14. La référence
26 désigne le commutateur-modulateur proprement dit, repré- senté coin:ne étant un commutateur à bouton-poussoir, mais qui peut aussi bien être de tout autre type. On pourra notamment employer des commutateurs possédant une période de commutation
<Desc/Clms Page number 10>
qui est réglable avec précision. L'alimentation des dispositifs auxiliaires est assurée par une source de courant 27 qui peut fournir soit du courant continu, soit du courant, alternatif.
L'ensemble est complété par un relais regardé 23; la référence 28 désigne le cylindre de commande du commutateur 12 et la ré- férence 29 la bobine d'actionnèrent du dispositif de verrouil- lage 20.
Le conducteur de réseau 2 destiné à être modulé, contient les deux tubes 4 et 5 montés en antiparallèle, ce qui permet d'obtenir que lors de l'ouverture des grilles ou lors d'une influence correspondante sur les broches d'allumage, les deux alternances du courant alternatif puissent passer dans le con- ducteur 2. Les tubes employés peuvent être aussi bien des thyratrons que des ignitrons. L'émission d'un ordre, c'est à. dire une modulation, effectuée à la main dans l'exemple figuré, se déroule alors de la manière suivante:
Le sectionneur 12 qui, normalement, court-circuite le montage à tubes, est déclenché en manoeuvrant la soupape à air comprimé 15.
Pour permettre le passage du courant au montage à tube à l'instant où s'effectue l'ouverture du sectionneur 12, les tubes doivent présenter leur conductibilité totale. A cet effet, l'air comprimé provoquant l'ouverture du sectionneur par l'intermédiaire du relais à. membrane 18, sur le con- tact 19, lequel est fermé, de sorte que l'enroulement primaire 10 de l'appareil à induction est mis sous tension. Grâce au contact autointerrupteur II, des tensions sont induites dans les enroulements secondaires 8 et 9 qui appliquent par exemple aux broches d'allumage 6 et 7 des tensions qui garantissent la pernianence de l'état préparatoire à l'allumage des deux tubes.
Pour simplifier la figure, les condensateurs habituellement in- sérés dans des appareils à haute fréquence de ce genre n'ont pas été représentés. La fréquence élevée des oscillations d'al- lumage qui agit sur les broches d'allumage 6 et 7 a pour con- séquence que les deux tubes peuvent pratiquement commencer
<Desc/Clms Page number 11>
à conduire le courant/tout instant quelconque de la période du courant alternatif de réseau. Comme l'air comprimé qui provo- que l'ouverture du sectionneur n'agit que momentanément, le dispositif de verrouillage 20 assure la fermeture du contact 19 après que l'air comprimé ait cessé d'agir.
Si alors le sectionneur 12 est ouvert, le courant est conduit par les deux tubes 4 et 5, et lorsque la modulation proprement dite est effectuée au moyen du bouton-poussoir 26, dont la manoeuvre peut d'ailleurs aussi être automatique, l'annulation du courant dans le conducteur 2 produit, pendant la durée de l'interruption du courant, dans l'enroulement pri- maire 10, l'interruption de ce courant. La durée d'interrup- tion du courant dans le conducteur 2 correspond à la durée de l'interruption par le contact modulateur 26, les récipients à décharge 4 et 5 constituant le moyen qui produit automati- quement la connexion et la déconnexion à l'instant où le cou- rant s'annule.
Pour éviter des courants de compensation trop élevés lors de la re..iise en circuit des tubes, il y a avantage à donner à la durée de l'interruption (durée de modulation) une valeur telle que le réallumage s'effectue à un instant auquel le courant de réseau passe exactement par zéro à l'état final stationnaire. La modulation une fois effectuée, les deux réci- pients à décharge doivent rester en service jusqu'à ce que le sectionneur 12 soit refermé. Si donc de l'air comprimé est ad- mis par le clapet d'admission 16 sur le piston du cylindre de commande 28, le relais à membrane 25 ferme le contact 24 qui, par l'intermédiaire du relais retardé 23, n'applique la ten- sion à la bobine 29 du dispositif de verrouillage que lorsque le sectionneur 12 aura été refermé en toute certitude.
Ce n'est qu'à ce moment que le nez 20 est rappelé en surmontant l'action antagoniste du ressort 22 et permet l'ouverture du contact 19.
Etant donné que les tubes ne sont en service que pendant la durée de la modulation, ils peuvent supporter des surcharges
<Desc/Clms Page number 12>
considérables eu égard à. leur intensité nominale, établie pour un service peirmanent, de sorte qu'il est possible de mo- duler sans difficulté même des courants très élevés
Dans l'exemple décrit, on a indiqué l'emploi de ré- cipients à décharge à atmosphère gazeuse et à. broche d'allu- mage parce que de tels récipients peuvent supporter des sur- charges d'intensité considérables, mais en principe on pour- rait aussi employer des récipients à commande par grille.
Les récipients à décharge peuvent être protégés contre l'action de courants de court-circuit grâce au fait que la tension d'allumage est interrompue sans retard lorsqu'il se produit des courants d'intensité inadmissibles, de sorte que le courant de court-circuit s'annule à partir du passage sui- vant par zéro.
Il faut donc prévoir un relais de surintensité, relié à la phase modulée par l'intermédiaire d'un transforma- teur d'intensité et interrompant le circuit de modulation dès qu'il se produit des surintensités. Comme en raison de l'interruption du circuit de modulation en cas de court- circuit, le courant de court-circuit ne peut plus passer que dans les deux conducteurs non modules, la coupure du court- circuit s'effectue comme dans le cas d'un court-circuit bi- polaire.