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EEHPEOTIONNEMENTS AUX SYSTEMI1:S DE RECMEUTION.
La présente invention se rapporte aux systèmes de récupération d'énergie électrique et plus pastioulièrement aux systèmes électriques dans lesquels des sous-stations sont équipées avec de redresseurs ou des conver- tisseurs qui fournissent de l'énergie à des lignes de traction à courants con- tinue où peut se produire de la récupération.
On sait qu'il n'est pas possible de fournir de la puissance d'un système à courant continu à un système à courant alternatif à moins que les redresseurs, dans les sous-stations, ne puissent être rapidement transformés en inverters. Il peut en être de même avec des convertisseurs rotatifs.
En conséquence, ai un redresseur du type ordinaire est utilisé pour fournir de
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l'énergie à un système de traction, la récupération est rendue à certains moments impossible à moins qu'on ne prévoie l'absorption de l'excédent de l'énergie récupéréeu aux barres omnibus de la sous-station* De manière à pou- voir faire cette absorption sans placer à demeure une charge entre les barres omnibus, on a suggéré de n'y connecter une résistance artificielle que lorsque il y en a nécessité* Les dispositifs de ce genre ne donnent cependant pas satisfaction dans les conditions pratiques de fonctionnement, étant donné le temps nécessaire pour connecter la résistance aux barres omnibus et le manque de contrôle des temps où la résistance doit être connectée aux barres,
L'objet de la présente invention est d'éditer les inconvénients inhérents à la mise en charge des résistances telles qu'employées jusqu'à présente
L'invention consiste à connecter les résistances de charge aux barres omnibus au moyen de dispositifs à décharge rendus conducteurs dès que l'absorption des courants de récupération est rendue nécessaire,
La surtension sur les barres omnibus causée par la récupération provoque la conductibilité des dispositifs de décharge dès qu'une surtension déterminée se produit,
Pour rendre ce contrôle plus précis la commande du dispositif de décharge peut être rendue dépendante du rapport existant entre les tensions alternatives fournies au redresseur et les tensions continues existant sur la ligne,
Ce procédé permet de connecter la résistance de charge sensiblement au moment où le courant de récupération doit être absorbé.
Le dispositif à décharge peut être construit au moyen d'un cer- tain nombre d'éléments de manière à pouvoir utiliser plusieurs résistances d'absorption qui peuvent être connectées ou simultanément, ou successivement*
Lorsque la période d'absorption d'énergie récupérée est terminée, c'est-à-dire lorsque le courant de retour vers la station est approximativement nul, un relais peut être employé pour amorcer, au moyen d'un contacteur, la mise en court-circuit du dispositif de décharge de manière à permettre à ce dernier d'assurer de nouveau sa fonction lorsque ce oontaoteur de court-cir- cuit aura coupé le courant à travers la résistance de charge.
On peut également disposer ce contacteur de telle manière qu'il court-circuite le dispositif à décharge ptesque immédiatement après le moment où il est rendu conducteur* Dans ce cas, le relais de retour de courant ouvrira le contacteur lorsque le courant de récupération ne devra plus être
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absorbé.
Ces contacteurs de court-circuit ne doivent pas nécessairement commander toutes les sections de la résistance de charge, mais peuvent en excepter une qui sera déconnectée lorsque la sous-station fournira de nouveau du courant à la ligne de traction et ce au moyen d'un relais et d'un oontac- teur spéciale
Au lieu de commander deux ou plusieurs sections de la résistance ieurs de charge à travers plus/éléments d'un dispositif à décharge ou à travers plusieurs dispositifs à décharge, on peut également connecter une seule ré- sistanae de charge à un seul dispositif à décharge, les autres résistances de charge étant éventuellement connectées au moyen de contacteurs ordinaires.
Enfin, on peut, conformément à l'invention, utiliser un disposi- tif à décharge pour commander un contacteur insérant le ou les résistances de charge aux bornes des barres omnibus. Cette disposition bien que moins ra- pide que celles décrites précédemment, donnera cependant en pratique des ré- sultats meilleurs que ceux obtenus en utilisant uniquement des dispositifs éleotromagnétiques.
On comprendra mieux l'invention en se référant aux dessins ci- annexés où la figure 1 représente une forme d'application de l'Invention, et la figure 2 une forme modifiée de celle-ci*
Dans la figure 1, 1 représente un dispositif à décharge à élec- trode d'amorçage tel que décrit dans le brevet belge N 417*962 déposé le 17 Octobre 1936 par la Société demanderesse Ce dispositif est utilisé pour connecter la résistance de charge L1 lorsqu'une surtension se produit sur les barres omnibus 1 et 2 de la sous-station. T1 et T2 représentent deux dispositifs à décharge du type connu sous la marque "Thyratron". Ces valves sont normalement polarisées pour être non conductrices par l'action du re- dresseur R qui établit une tension négative sur leurs grilles.
Deux de ces dispositifs à décharge ont été représentés uniquement pour assurer une plus grande sûreté de fonctionnements Les grilles de ces valves sont connectées par ailleurs aux barres omnibus par l'intermédiaire d'un potentiomètre disposé de telle manière que la tension qui leur est appliquée dans les conditions normales de fonctionnement est légèrement inférieure à la tension de polari- sation négative rendant les valves non conductrices* Une surtension sur les barres omnibus de 30 à 40 volts par exemple, suffit pour rendre l'un ou l'au- tre des dispositifs à décharge T1 ou % aonduateur,, Lorsque l'arc s'établit
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en Tl ou en T2, un courant passe de la barre positive 2 à travers la résistance de charge L1,
les valves Tl et T2 et l'électrode d'amorqage du dispositif I.
Ce courant a pour effet de créer un point incandescent sur la surface du mer- cure et de provoquer un arc étant donné que l'anode est positive,, La résistance de charge L1 est donc branchée de ce fait entre les barres 1 et 2. De manière à éviter que les valves T1 et T2ne deviennent conductrices par suite d'une surtension de oourte durée, des conducteurs C1 et C2 peuvent être insérés dans leurs circuits de grille.
Lorsque le dispositif de décharge I est rendu conducteur, la résistance L1 est mise en charge ainsi que la bobine d'excitation du relais 20-Y, les contacts 20-Z du même relais étant fermés dans les conditions norma- les de fonctionnement de l'équipement. Cette bobine ferme les contacts 20-Y qui courtéircuitent @e dispositif à décharge I, éteignant l'aro dans ce demies
Qn comprendra également que des contacts auxiliaires du relais 20-Y fermeront le contacteur 19-Y, ce dernier insérant une résistance L2 dite de charge nulle entre les barres des lignes de traction.
Si le courant de récupération continue à devoir être absorbé, les contacts 20-X seront fermés sous l'action du relais 20 qui, comme repré- senté sur le dessin, opèrent différemment sous l'action d'un courant de charge ou de retour dans la ligne de traction* Lorsque le courant dans les barres de la ligne de traction tombe à zéro, c'est-à-dire lorsque l'absorption du cou- rant de récupération n'est plus nécessaire, la bobine des contacts 20-X est désexcitée et ces contacts 20-X sont ouvers, Ceci a pour effet de désexciter la bobine du relais 20-Z qui peut être un relais du type à temps.
Les contacts 20-Z s'ouvrent donc un certain temps après la désexcitation de la bobine 20-Z et coupent le circuit de la bobine 20-Y.Lorsque les contacts 20-Y s'ouvrent la résistance de charge L1 est déconnectée des barres du système de traction, On remarquera que 19-Y est encore fermé en ce moment, ce qui permet à la résistance de charge nulle L2 de rester branchée sur les barres, cette résis- tance consommant juste assez de courant pour amener le débit du redresseur au-dessus de sa charge critique (en supposant que le redresseur principal ou les redresseurs principaux de la sous-station est ou sont connectés de la manière ordinaire, en double étoile avec un transformateur d'interphase).
Cet arrangement est désirable car il peut se produire après une période de récu- pération que la ligne de traction ne demande aucune charge et, dans ce cas, il n'est pas désirable que la résistance de charge L1 prévue pour des courants
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importants, soit laissée connectée aux barres uniquement pour amener la charge du redresseur au-dessus de la charge critique* La résistance L2 est laissée en charge jusqu'à ce qu'un appel de courant se produise sur la ligne de trac- tion* Cet appel est signalé par le relais 20. Les caractéristiques de ce relaie sont telles que lorsqu'un appel de courant quelque peu plus important que celui correspondant à la charge critique du redresseur, se produit, les contacts 19-X s'ouvrent et désexcitent la bobine de 19-Y.
Le relais 20 est du type à réactance saturable;, mais, au lieu de se présenter sous la forme usuelle d'une réactance saturable possédant un enroulement à courant continu saturable agissant sur l'Impédance d'un enroule- ment à courant alternatif bobiné sur le même noyau de fer, il est sensible au courant dans une seule direction dans l'enroulement à courant continu o'est- à-dire que seul un courant de direction déterminée est capable de réduire l'Impédance de l'enroulement à courant alternatif, En alternative on peut em- ployer, à la place du relais 20,
un ampèremètre à contact ou n'Importe quel autre appareil sensible ou courant continu dans une direction et pouvant donner une indication-pour des courants d'impprtanoe relativement faible tout en ré- sistant aux courants Importants de court-oi rouit qui peuvent se produire en pratique sur les lignes de traotion,
La figure 2 représente une forme modifiée de l'invention. Sur cette figure.
T représente une valve Thermolonique communément appelée thyratron* polarisée de telle manière qu'elle ne soit pas conductrice dans les conditions normales de fonctionnement* Poux rendre le oontr8le de la valve plus précis la tension de polarisation est obtenue partiellement par un système redresseur branohé sur les sources de courant alternatif qui alimentent le redresseur principal*
Dans les conditions normales de fonctionnement la tension positive obtenue sur le potentiomètre branché sur les barres de la ligne de traotion est insuffisante pour compenser la tension négative obtenue par le redresseur et rendre la valve conductrice* Cependant, si de la récupération d'énergie se produit dans la ligne de traction et s'il en résulte, comme Indiqué précédem- ment,
une surtension sur les barres, la tension de la grille de la valve at- teindra une valeur telle que cette dernière deviendra conductrice et excitera la bobine du contacteur 7. Ce oontaoteur ferme ses contacts principaux 7a et met en service la résistance de charge L2 sur les barres de la ligne de trac- tioné Les contacts 6a du relais 6 étant normalement fermés, les contacts auxi-
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-liaires 7b du relais 7 en se fermant mettront la valve T en court-circuit et maintiendront les contacts du relais 7 dans la position fermée.
On verra sur la figure 2 que le contact 7d ,qui est normalement fermé, s'ouvrira et excitera la bobine du relais à temps 6. Ce relais à temps peut affecter des formes diverses mais sera, de préférence, du type ordinaire à flux rémanent et provoquera l'ouverture de ses contacts un certain temps après que sa bobine ait été désexcitée.
Donc si la surtension due à la récupération devient nulle l'ouverture des contacts 7d aura pour effet de désexciter la bobine 6, d'ouvrir les contacta 6a, de désexciter la bobine du relais 7 et de déconnecter la ré- sistance de charge Il* Le relais 6 a donc pour but d'éviter que la résistance L1 ne soit placée sur les barres de la ligne de traction pendant un temps trop long, Il peut se produire cependant que la période de récupération soit prolon- gée et, dans ce cas, le temps d'ouverture des contacts 7 est déterminé par le relais 5 qui est un relais directionnel placé dans les barres de la ligne de traction. Ce relais directionnel 5 possède des contacts 5a qui ne s'ouvriront que lorsque le courant de récupération tombera sensiblement à zéro.
Dans ce cas, comme la cause de surtension est éliminée, les contacts 5a s'ouvrent, la bobine 6 est désexcitée et après un certain retard mentionné précédemment. la bobine 7 est désexcitée et par le fait même la résistance de charge L1 est déconnectée des barres. Lorsque le contacteur principal 7 se ferme, les con- tacts auxiliaires 7c se ferment également et excitent la bobine 3. La fer- meture des contacts 3a correspondants connecte une résistance L2 dite "de charge nulle" aux barres de la ligne de traction* Le but de cette résistance a été exposée plus haut. Lorsque les contacts 7 s'ouvrent, le contact auxi- liaire s'ouvre également et le contrôle de la bobine 3 est assuré par le contact 5b.
Ce dernier est contrôlé par le relais directionnel 5 et est établi de telle manière qu'il s'ouvre lorsque l'appel de courant sur la ligne de trac- tion atteint de 1 à 2% de la valeur de pleine charge, c'est-à-dire lorsque l'appel de courant de la ligne dépasse la charge critique du redresseur.
On pourrait, conformément à l'invention, insérer d'autres résis- tances de charge semblables à L1, on pourrait par exemple prévoir trois résis- tances de charge différentes insérées par trois valves munies de leurs contac- teurs respectifs, ces résistances étant insérées successivement et leur inser- tion dépendant de la valeur de la surtension produite par la récupération ou de son maintien après l'insertion des premières résistances*