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@ Dispositif de protection des transformateurs additionnels à enroulement en galettes contre les tensions de choc .
L'invention est relative au perfectionnement de la protection contre les tensions de choc des transformateurs additionnels qui sont munis d'un enroulement tertiaire monté en triangle et inséré selon la figure 1 dans un réseau à haute tension. Des mesures effectuées sur des transformateurs addi- tionnels de ce genre qui contenaient des enroulements en ga- lettes ont montré que lorsque des ondes de surtension viennent
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frapper l'enroulement additionnel 1 monté dans la ligne, il se produit, par induction, dans l'enroulement d'exci- tation 2, des surtensions très considérables qui sont fonction de la valeur du rapport de transformation entre la tension d'excitation et la tension additionnelle lors- que l'enroulement tertiaire 3 est disposé dans l'espace comme le montre la figure 2,
simplement sur les deux faces d'extrémité de l'enroulement en galettes.
L'invention est basée sur le fait que la cause de ces surtensions réside d'une part dans la valeur considéra- ble de l'inductance de fuite Ls1,3 entre l'enroulement ad- ditionnel et l'enroulement tertiaire de ce dispositif, cette inductance provoquant par suite de la reactance relative- ment grande qui en résulte pour l'enroulement additionnel, une chute de tension élevée et correspondante dans l'enrou- lement additionnel, et qu'elle réside d'autre part dans l'enchaînement très complet de l'enroulement d'excitation 2 avec le flux de fuite s1,3 entre l'enroulement additionnel et l'enroulement tertiaire comme le montre la figure 2.
Cet enchaînement a pour consequence une amplification, par transformation, de la chute de tension qui se produit dans à l'enroulement additionnel 1,/peu près dans le rapport du nombre des spires de l'enroulement d'excitation à celui de l'enroulement additionnel, et en outre, dans certains cas, une perforation de l'isolement entre l'enroulement d'excita- tion et la terre ou l'enroulement additionnel voisin.
Le but de la présente invention est aussi bien de réduire l'inductance de fuite Ls1,3 entre l'enroulement addi- tionnel 1 et l'enroulement tertiaire 3 et par conséquent la chute de tension qui prend naissance dans cet enroulement lorsqu'arrivent des ondes de surtension, que de supprimer dans toute la mesure possible l'enchaînement magnétique de l'enroulement d'excitation 2 avec le flux de fuite ,1,3
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Conformément à la présente invention, on obtient ce résultat d'une manière particulièrement parfaite par une division appropriée et une disposition convenable de l'enroulement tertiaire dans l'espace, en divisant cet enroulement par exemple en autant de bobines individuelles qu'il y a de conduits de fuite entre l'enroulement d'exci- tation et l'enroulement additionnel,
et en disposant ces bobines dans ces conduits de fuite, au point de vue de la place occupée dans l'espace, de façon qu'elles constituent pour l'enroulement d'excitation un écran à la fois magneti- que et électrique séparant cet enroulement de l'enroulement additionnel. Lorsqu'il n'y a pas suffisamment de place pour une division aussi poussée de l'enroulement tertiaire, on peut aussi se contenter d'une disposition un peu plus simple dans laquelle les différentes bobines de l'enroule- ment tertiaire sont disposées dans l'espace chaque fois entre deux paquets de bobines de l'enroulement d'excitation.
Une solution de ce genre n'est toutefois pas aussi parfaite que la précédente, car l'enroulement d'excitation est alors encore enchaînée avec une partie du flux de fuite sl,3. si, 3.
Fais dans la plupart des cas, l'amélioration par rapport à la disposition de la figure 2, même avec cette dernière disposition, est sgrande qu'elle suffit pratiquement et en- tièrement pour ramener à une proportion qui n'est plus nui- sible les surtensions induites dans l' enroulement d'excita- tion.
L'invention va être décrite en détail à l'aiae du dessin joint qui représente sur les figures 3 et 4 la dis- position de l'enroulement tertiaire conforme à la présente invention.
Dans la figure 3,1 désigne les paquets de bobines en galettes de l'enroulement additionnel. 2 désigne les pa- quets de bobines en galettes de l' enroulement d'excitation.
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3 désigne les différentes bobines en galettes de l'enrou- lenent tertiaire. Ces dernières sont réparties dans les conduits de fuite entre l'enroulement additionnel et l'enroulement d'excitation. Il faut donc qu'il y ait au- tant de bobines en galettes de l'enroulement tertiaire que de conduits de fuite entre le enroulement additionnel et l'enroulement d' excitation. On voit par le chemin suivi par le flux de fuite s1,3 entre l'enroulement additionnel et l'enroulement tertiaire, chemin qui est indiqué par la flèche P, que l'enroulement d'excitation n'embrasse dans la disposition conforme à la présente invention plus aucune ligne de force du flux de fuite, de sorte que pratiquement la surtension induite par ce flux de fuite s'annule.
L'en- roulement tertiaire 3 monté en triangle peut tre mis à la terre en un point du-triangle comme il a été indiqué en 5 sur la figure 1. Dans ce cas, on obtient avec la disposition conforme à la présente invention et representée sur la figu- re 3 non seulement un écran magnétique, mais encore un acran electro-statique parfait pour l'enroulement d'excitation, au moyen des bobines en galettes, situées dans le conduit de fuite, de l'enroulement tertiaire. Toutefois pour l'améliora- tion de la répartition de la tension de choc à l'intérieur de l'enroulement d'excitation, on peut aussi réunir galvanique- ment l'enroulement tertiaire 3 en un point à l'enroulement additionnel 1, comme l'indique sur la figure 1 la ligne en pointillé 6.
Dans ce cas, l'enroulement tertiaire agit d'une manière connue à la façon d'un écran électrostatique qui, à l'instant où l'onde de la tension de xxxxxxxxxxxxxxx choc arrive sur l'enroulement additionnel, est porté ega- lement à la tension élevee en commandant par ce moyen simul- tanément la répartition de la tension le long de l'enroule- ment d'excitation de telle sorte que les oscillations de compensation à l'intérieur de l'enroulement c'escitation sont
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réprimées dans une forte mesure. Pour le couplage des troi bornes à haute tension, on monte encore dans ce cas, des condensateurs de protection ou de couplage 7 entre les bornes d'entrée de l'enroulement d'excitation, comme celà est ega- lement indiqué en pointillé sur la figure 1.
Avec la disposition adoptée pour l'enroulement tertiai- re d'après la présente invention et représentée sur la fige 3, on obtient non seulement une suppression très poussée du couplage entre l'enroulement d'excitation 8 et l'enroulement additionnel 1, mais on réduit aussi l'inductance de fuite Ls1,3 entre l'enroulement additionnel et l'enroulement ter- tiaire , et par conséquent aussi la réactance de l'enrou- lement additionnel à l'égard des ândes des tensions de choc à une fraction de la valeur qu'on obtiendrait dans une dis- position selon la figure 2. Ceci entraîne à son tour un abaissement considérable de la chute de tension qui se pro-.- duit dans l'enroulement additionnel.
Les contacts du selec- teur à gradins branché sur l'enroulement additionnel ne doivent par conséquent être isolés les uns par rapport aux autres que pour une tension sensiblement plus faible que aans le cas d'une disposition de l'enroulement tertiaire selon la figure 2. On économise ainsi par rapport à cette dernière disposition une place appréciable pour le logement du sélecteur à gradins.
Lorsque l'espace dont on dispose pour le bobinage est restreint, on peut aussi répartir l'enroulement tertiai- re, comme l'indique la figure 4, à l'intérieur des différen- galettes tes/de l'enroulement d'excitation. Sur la figure 4, 1 désigne de nouveau les paquets de bobines de l'enroulement addition- nel, 2 ceux de l'enroulement d'excitation et 3 les galettes de l'enroulement tertiaire. Les flèches P indiquent de nouveau le chemin que suit dans l'espace le flux de fuite s1,3. On reconnaît au chemin qu'il suit qu'avec cette disposition de l'enroulement, l'enroulement d'excitation
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embrasse encore des fractions appréciables du flux de fuite, de sorte que les surtensions induites dans cet enroulement par ce flux ne sont pas encore complètement annulées.
La réduction de l'inductance de fuite entre l'enroulement additionnel et l'enroulement tertiaire, grâce à la disposition de la figure 4, a toutefois pour consequence que par suite de la réactance sensiblement plus faible de 1'enroulaient additionnel la chute de tension qui se produit dans l'enroulement additionnel est sensiblement abaissée dans ce cas également par rapport à une disposition selon la figure . Comme par suite de l'enchaînement sensi- blement plus mauvais avec le flux de fuite s1,3 la part induite dans l'enroulement d'excitation de cette chute de tension est également réduite une fois de plus, la disposi- tion de la figure 4 suffit souvent pour donner au système des enroulements une resistance pratiquement suffisante à l'égard des effets produits par les orages.
La disposition conforme à la présente invention pré- sente, en plus de l'avantage d'une réduction des dimensions du sélecteur à gradins, l'avantage important qu'on peut aussi exécuter l'isolement principal entre l'enroulement addition- nel et l'enroulement d'excitation, ainsi qu'entre l'enroule- ment d'excitation et l'enroulement tertiaire ou la terre avec des dimensions sensiblement plus faibles que dans la disposition actuelle représentée sur la figure 2, sans que la résistance du transformateur aux effets des orages soit réduite.
Mais si l'on fait abstraction de la réduction ne l'isolement principal, on peut obtenir avec la disposition qui fait l'objet de la présente invention, pour les transfor- mateurs additionnels considérés, une résistance à l'égard des effets des orages qui n'a jamais été atteinte jusqu'à présent.