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PERFECTIONNEMENTS AUX SYSTEMES DE SIGNALISATION
ELECTRIQUE. - Laprésente invention se rapporte à des perfectionnements aux système de signalisation électrique, et sera décrite dans son application à des réseaux de distribution d'énergie élec- trique, ou à des appareillages, tels que des disjoncteurs, placés loin d'un poste de commande, doivent être commandés depuis ce poste de commande.
Un des buts principaux de l'invention est d'obtenir que des indications plus nombreuses qu'il n'a été possible de . le faire jusqu'ici soient transmises diane manière simple et expéditive, en particulier de permettre que deux éléments
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distincts d'information puissent être transmis par une simple impulsion d'un train d'impulsions.
Dans les systèmes électriques de comande et de supervision à distance pour les réseaux de distribution d'énergie électrique, une sous-station quelconque peut contenir une série d'appareils, tels que des disjoncteurs, en nombre asse grand, par exemple, trente ou quarante, et le système peut prévoir l'indication simultanée au poste de commande de l'état de tous les disjoncteurs d'u- ne sous-station, Mais l'agent de controle s'intéresse pro- bablement non pas tant à l'état présent des disjoncteurs individuels, mais au fait que depuis sa dernière inspec- tion de l'état de la sous-station, un certain disjoncteur ou certains disjoncteurs de la sous-station ont changé de. condition.
En conséquence, dans la réalisation de l'inven- tion qui va être décrite, il est fait 'usage de l'invention pour transmettre le renseignement que , non seulement les différents disjoncteurs sont dans leurs différentes po- sitions, mais qu'un d'entre eux ou certains d'entre eux ont changé de position depuis la dernière fois que leur condition a été signalée à l'agent du poste de contrôle.
Suivant la présente invention dans un système de signalisation électrique des informations sont transmi- ses au moyen d'un train d'impulsions qui varient indivi- duellement en polarité et en durée.
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L'invention sera décrite en relation avec les dessins annexés qui montrent les arrangements de circuits pour un équipement d'émission installé dans une sous- station d'un réseau de distribution électrique, et dans lesquels .
La figure 1 montre l'arrangement pour l'alimenta- tion par batterie du système de signalisation, et la con- , nexion à la ligne pilote portante;
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@ Les figures 2, 2A et 2B montrent le reste du circuit d'émission, et :
La figure 3 est un diagramme montrant certaines opé- rations périodiques qui se produisent à l'émetteur.
Un circuit émetteur est prévu à chaque sous-station et accomplit deux fonctions principales : a) Lorsqu'un avertissement fonctionne ou qu'un dis- joncteur se déplace ledit circuit envoie à travens le poste tandem auquel il est associé, un signal au poste de contrôle qui amène l'apparition du numéro de la sous-station sur le pupitre de contrôle indiquant à l'agent de contrôle que cette sous-station doit être surveillée, puis le système reste en position d'attente. b) Lorsque l'agent de contrôle est prêt à s'occuper de l'anomalie signalée, il provoque la transmission d'un si- gnal depuis le poste de contrôle au poste tandem et de là à la sous-station où ledit signal actionne l'émetteur.
Lorsque la ligne est libre, l'émetteur transmet l'état de tous les 'avertisseurs, de tous ses-disjoncteurs et sélecteurs de bancs omnibus et en même temps signale lequels avertisseur ou disjoncteurs se sont récemment modifiés. Outre ces deux fonc- .tions, l'émetteur peut être disposé pour fonctionner en rela- tion avec' un circuit récepteur permettant de contrôler les dis- joncteurs depuis le pupitre du poste de contrôle..Egalement une liaison téléphonique bilatérale peut être prévue.
Lorsque le système est au repos, un courant de contrôle de ligne circule à travers les fils pilotes L1, L2(figure I) Lorsqu'un disjoncteur déclanche-un jeu déterminé de contacts montrés au coin supérieur droit de la figure 2' est inversé, détermonant l'envoi d'un signal au poste tandem et de là, au poste de contrôle; ce signal consiste en une longue interruption du courant de contrôle de ligne suivie d'une longue impulsion négative. A la fin de cette longue impulsion négative, la sous-
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station attend un signal de retour , après quoi elle envoie sous la forme d'un train d'impulsions, un " rapport!! con- cernant tous les appareils de la sous-station.
Chaque impulsion de par sa position dans le train, indique quel est l'équipement relatif, la polarité de l'impulsion, in- dique quel est l'état dudit équipement et un allongement de l'impulsion au-delà de la longueur normale indique que l'état présent de ce disjoncteur n'a pas été signalé au- térieurement.
Le train d'impulsions en question est engendré à mesure que le commutateur SS tourne, et la polarité de chaque impulsion est déterminée par le couple de relais PP et P@ dont un est actif en raison de sa connexion à travers un trotteur du commutateur SS aveo un contact du hanc de ce commutateur qui porte un potentiel positif.
Le commutateur SS estun sélecteur simple à vingt cinq points, mais le nombre d'équipements qui peuvent être servis n'en est pas limité pour cela, car le commu- tateur peut faire deux, trois ou davantage de rotations complètes, l'une après l'autre, des bancs différents du commutateur étant agissants à chaque rotation en vue de signaler l'état des équipements respectifs associés à ces bancs.
Ainsi, comme il est montré, le commutateur peut avoir huit bancs avec leurs frotteurs correspondants et ces bancs ont les fonctions suivantes : les N I et 2 sont réservés à la commande du commutateur, le N I étant un banc de retour au repos, et le N 2 exécutant divers changements de circuits; les N 3 et 4 concernent des équipements traités durant la première rotation du commutateur; les N 5 et 6 concernent des équipements traités pendant la seconde rotation : et les N 7 et8 con- cernent des équipements traités durant le troisième tour.
Dans la première rotation du commutateur SS, le relais
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PP est connecté au frotteur SS3 et le relais PN au frotteur SS4; dans la deuxième rotation les deux relais sont transfé- rés respectivement aux trotteurs SS5 et SS6, et dans la troi- sième rotation ils sont reliés aux frotteurs SS7 et SS8.
Lorsqu'un avertisseur fonctionne, le circuit fonction- ne d'une manière analogue à celle décrite ci-dessus pour le changement d'un disjoncteur. Les avertisseurs fonctionnant momentanément doivent être bloqués jusqu'à ce que l'indication soit transmise et, à cette fin, MLA apère par l'alarme et se bloque sous le contrôle de LLA- LLA est excité pendant la période de vérification et débloque MLA qui relâche avec LLA à la fin de la signalisation.
La sécurité qu'offrent les systèmes de commande à dis- tance dépend en partie de l'état satisfaisant de continuité des lignes pilotes qui relient chaque sous-station à sa station tandem associée, et un faible courant, désigné sous le nom de courant de contrôle de ligne, passe par suite continuellement sur les lignes, sauf lorsqu'une signalisation est préeisément en cours. Des interruptions de ce courant dues à des ruptures de fils ou à des défauts d'alimentation par batterie de signa- lisation etc... déterminent une signalisation immédiate au 'poste de contrôle.
Si on se réfère à la figure I, le courant de contrôle de ligne emprunte le circuit suivant : +, s3, résistance élevée YLR, pp2, pn3, ligne L1, ligne L2, pp3, pn 2, S4, résistance élevée YLP, ZZ2, Iv2 fermé, résistane YL.On remarquera, d'après ce circuit que le relais LV est normalement excité. Ce relais est connecté aux bornes de la batterie d'alimentation et est disposé de manière à relâcher si l'alimentation vient à faire défaut ou si le voltage tombe.
L'enroulement d'excitation de LV est l'enroulement de droite à grande résistance qui est en série avec un rhéostat et aux bornes de la batterie. S'opposant à cet enroulement il existe
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'un enroulement à basse résistance en série avec une lampe ballast ou régulatrice BLP également connectée aux bornes de la batterie. La fonction de ce deuxième enroulement est de donner un flux constant annulant la plus grande partie du flux causé par l'enroulement d'excitation, mais lais- sant au relais le nombre d'ampère-tours suffisant pour le maintenir opéré. Lorsque le voltage tombe au-dessous d'une valeur fixée d'avance, le flux dans l'enroulement d'exci- tation se trouve réduit à une valeur telle que, en rela - tion avec le flux opposé constant, Il ne pourra maintenir le relais opéré.
Le point pour lequel LV relâche peut être réglé en agissant sur le rhéostat placé en série.
Comme l'appareillage qui va être décrit emploie des condensateurs pour indiquer les variations d'état et l'état, il est nécessaire de se garder contre de brusques variations de voltage de la batterie ( dues à un disjonc- teur déclenchant sur la même alimentation de batterie)qui détermineraient de faux signaux. Dans ce but, l'alimenta- tion par batterie vers les appareils est donnée, à travers un filtre régulateur consistant en une inductance GH et un condensateur QS.
Se reportant a la figure 2, chaque disjoncteur est pourvu de contacts auxiliaires constituant un jeu inver- seur qui ouvre ou ferme en même temps que les contacts principaux du disjoncteur. Les dispositifs de signalisa- tion d'alarme ne donnent qu'une fermeture et comme une inversion est nécessaire pour des raisons de circuits, chaque alarme est munie d'un relais auxiliaire( ALA, etc..) qui introduit le dispositif d'inversion. A un tel inver- saur est connecté un couple de condensateurs en série, dont le point médian est connecté à un relais déclancheur de groupe ( LA', etc ... ).
Lorsqu'un disjoncteur déclanche ou qu'une alarme s'établit les contacts correspondants
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montrés dans le quart supérieur droit de la figure 2 s'inversent, 'chargeant aihsi le second condensateur du couple tout en lais- sant le premier chargé et isolé. La description qui suit sera présentée sous forme de tableau. ':
Le relais 'LA opère en série avec le deuxième condensateur - - S - +,: 26, S, sI, travail la1, LA- et se bloque : +,z6, S, travail sI.
- LA relâche par sI opéré.
- PI opère -, PI,st5, ss2 en position I; j2, zzI, st2, travail s2,in I, ipl, +
Le courant de contrôle des fils pilotes est coupé par s3 opéré -
Le relais ST fonctionne lentement en raison de son enroulement court-circuité : -, ST, ss2 en position (I), - - - - - .
Un circuit à temps commence maintenant à fonctionner, les relais suivants entrant en jeu.:
PI est un relais pendulaire-faisant 20 oscillations complètes par seconde., et continuant à donner des impulsions un certain temps après sa dernière excitation.
X et Y constituent une combinaison où le relais X inverse ses contacts chaque fois que PI' relâche, et où la relais Y inverse ses contacts à chaque fonctionnement de PI, de sorte que chacun de ces relais accomplit dix cycles fonctionnement- relâchement par seconde, les deux relais étant déphasés de 90 .
CX et CY constituent une combinaison dépendant du relais X, comme la combinaison XY dépend de PI, et accomplissant ainsi cinq cycles par seconde, déphasés de 90 l'un par rapport à l'autre, et ce couple ne fonctionnant que pour la production d'une longue impulsion;
DX et DY sont une combinaison analogue dépendant du relaix CX,. ce couple ne gonctionnant que pour la production de très longues impulsions.
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La figure 5 représente graphiquement le fonctionne- ment périodique de ces relais, tandis que la description peut, pense-t-on, être limitée aux relais PI, X et Y, sans nuire à la clarté. Reprenant la présentation sous forme de table qui a été conduite jusqu'au fonctionnement de ST, on a Relais PI relâche : par suite de st5 au travail - X opère : -,X,YI, pi, travail st1, travail st2, - - - - PI opère : par sa propre inertie.
- Y opère ( et relais X se maintient) : -,Y, travail x1, travail pi, travail st1, - - - - PI relâche : par sa propre inertie.
- X relâche ( etrelais Y se maintient ): - Y, travail yI, repos pi, travail st1, - - - - PI opère -, PI, x3, repos pi, travail stI, - Y relâche : par suite de pi au travail - PI relâche . - - - - X opère : comme plus haut - PI opère : par sa propre inertie et ainsi de suite.
On remarquera que le relais ST en fonctionnant, prépare en s t6 un autre circuit de blogage pour LA, etc; . pour le cas où un autre disjoncteur déclanche après que l'indication d'envoi a commencé. On verra d'après le diagramme que le commutateur SS avance de la position(I) à la position (2) pendant la quatrième cycle, tandis que la longue impulsion négative sur la ligne qui suit la lon- gue coupure du courant de contrôle de ligne se prolonge depuis le quatrième cycle jusqu'à un instant au-del. du septième, lorsque le fonctionnement cesse d'être périodi- que.
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Comme déjà indiqué, le diagramme de la figure 3 se rap- @ porte en réalité à des opérations ultérieures, de sorte qu'en ce qui concerne la présente description de l'émission d'un si- gnal d'appel, on ne peut le suivre que pour les six premiers cycles.
Au septième cycle, lorsque PI relâche pour la 13e fois les relais X,CC, et OX fonctionnent, tandis que DX relâche le tout conformément au fonctionnement cyclique représenté au diagramme: Il se produit toutefois encore ce qui suit.
Le relais Z opère : +, SSI en position( 2), dx2 travail dy3, ck2, Z et se bloque: +,ssI, hors normale, travail ZI, Z,- Le relais ZZ opère : +, travail 22, ck3, ZZ, - Le relais S relâche : par suite de Z6 au travail
En conséquence tous les relais PI, X, CX,DY, CC et ST ont leurs circuits ouverts à S2, et le commutateur SS-rentre en normale.
Le relais Z relâche : avec SS1 de nouveau en position normale mettant fin à la longue impulsion négative Le relais PN relâche :par suite de l'ouverture de Z4 Le.relais ZZ se trouve à circuit ouvert, mais il présente un très long retard au relâchement de l'ordre de 3 secondes et tant qu' il n'est pas relâché, le circuit de contrôle de ligne n'est pas rétabli.
Le long délai entre la déconnexion de l'impulsion d'ap- pel et le rétablissement de l'état de contrôle de ligne a pour but d'assurer que l'équipement au poste tandem et au poste de contrôle est revenu à l'état normal.
Le circuit d'émission est maintenant à l'état normal et prêt à donner un autre signal d'appel ou à recevoir du poste de contrôle le signal de vérification en retour.
Après le refait du courant de contrôle de 'ligne, il y a donc une longue ouverture suivie d'une longue impulsion
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négative. La déconnexion du courant de contrôle de ligne actionne l'équipement du poste tandem qui, à, son tour, signale au poste de contrôle que la sous-station inté- ressée est à surveiller. L'impulsion négative qui suit ajoute le renseignement que le retrait du courant de con- trôle de ligne n'est pas du à une défaillance de la ligne ou de la batterie.
On examinera maintenant comment le poste de con- trôle est"saisi" et comment il renvoie le signal de vé- rification.
Lorsqu'une impulsion négative sur LIest reçue du poste de contrôle, IN est excité, suivi par CK, qui se ferme un circuit de blocage ouvre les circuits de Z et ZZ et actionne S. S prépare un circuit pour PI et ST, déconnecte le circuit de contrôle de ligne de LIet L2 et se fournit un circuit de blocage. Lorsque l'impulsion négative arrivante est retirée de L1, IM relâche et for- me un circuit pour PI et ST. ST accomplit les mêmes fonc- tions que celles décrites plus haut en relation avec les mouvements des disjoncteurs et les fermetures d'avertis- seurs démarrant la suite d'opérations montrée au diagram- me de la figure 3.
Les six premiers cycles sont exactement tels que précédemment décrits avec une longue impulsion négative commençant au cinquième cycle. La différence est toute- fois maintenant que dans le septième cycle le relais Z est empêché d'opérer,parce que les contacts ck2 sont ouverts. Au huitième cycle la longue impulsion négative est terminée, et, en même temps, le commutateur SS avan- ce de la position( 2) à la position ( 3). Dans chacun des cycles suivants, c'est-à-dire les cycles 9 @ 31 pour chaque rotation complète du commutateur, des impulsions sont envoyées au poste de contrôle qui correspondent à
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chacune des positions 3 à 25 du commutateur SS, ces impulsions ,étant positives ou négatives, comme déjà décrit.
On décrira maintenant le cas d'une longue impulsion indiquant un changeaient récent dans un équipement.
Supposons que le disjoncteur OCB2 qui est associé aux contacts 15 des bancs SS3 et SS4 du commutateur SS se soit ouvert depuis que le dernier train de signalisation a été envoyé.
En ce cas, un potentiel positif direct sera appliqué au contact 15 du banc SS4 comme déjà décrit, mais il y aura également une charge résiduelle sur le condensateur supérieur isolé qui est connecté au contact 15 du banc SS3.
Par suite, lorsque, à la fin du 20e cycle, le commuta- teur SS avance de' la position 14 à la position 15, le relais PN.est actionné pour rendre l'impulsion suivante négative, mais en outre le relais 00 opère par la charge du condensateur dans le circuit suivant : une armature du condensateur supé- rieur, SS3, ha2, travail x4, PP,-, CC, un redresseur, autre armature du condensateur supérieur. Le relais CC se bloque.
Le fonctionnement du relais CC amène OX et CY à accomplir un cycle pendant lequel le commutateur SS est empêché, en cx3 de s'exciter..
Le commutateur est ainsi maintenu en position 15 pen- dant toute la durée des 21 et 22 cycles, et l'impulsion négati- ve appliquée à la ligne est ainsi rendue trois fois plus longue que sa longueur normale.
La caractéristique distinctive est utilisée pour donner au poste de contrôle un signal convenable pour indiquer que le disjoncteur s'est déplacé depuis l'envoi du signal antérieur de variation en retour'.
On examinera maintenant les deuxième et troisième révolutions du commutateur. Lorsque le commutateur SS atteint la position 24 lors de sa première course, le relais J opère:- - J, SS2( 24), travail st2, - - -, et se bloque. Après que la denière indication a été donnée en position(25), le commuta-
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teur avance en position ( I) où le relais HA opère : -, HA, ja2, travail j2, SS2 ( I), - - -, et se bloque, transférant les relais pp et PN des balais SS3 et SS4 aux balais SS5 et SS6 . Le commutateur accomplit main- tenant une deuxi-le révolution comme précédemment et lors- que la position 22 est atteinte, le relais JA opère et se bloque.
Après que la dernière impulsion indicatrice a été donnée en position ( 25) lors de la rotation du com- mutateur, ses balais avancent en position (I) où le relais HB opère; -, HB, travail ja2, travail j2, SS2 (I), - - - ;HB se blaque et transfère les relais PP et PN des balais SS 5 et 6 aux balais 7 et 8, respectivement.
Le commutateur SS accomplit maintenant sa troisième ré- volution donnant; les indications comme déjà décrit.
Lorsque la position 20 est atteinte, JB opère et se blo- que et prépare Z. Après que la dernière impulsion indica- trice a été donnée, en position 25, SS avance jusqu'en position 1 où une autre impulsion négative de longueur normale est appliqude à L1 par le fonctionnement et Ie relâchement de PI, X, Y, et PN. SS avance maintenant en position 2 ou une très longue impulsion est donnée de la manière déjà décrite pour la prise du poste de oontrô- le ( cycles I à 7 ) sauf que lorsque DX relâche au cycle 7, Z est excité. Le relais Z se maintient, maintient PN, relâche S et CK et excite ZZ. S ouvre le circuit de ST, qui, à son tour, complète le circuit de retour au repos de SS par le banc de contacts SSI.
Le circuit revient en condition normale Z relâ- chant lorsque SS atteint la position I, et que l'impulsion négative est retirée de LI. ZZ relâche après un très long délai, de l'ordre de 3 secondes et rétablit ensuite la ligne dans la condition de contrôle.
Les première, deuxième et troisième révolutions
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se différencient par des impulsions de code en position(3) du commutateur. Pour la première révolution, l'impulsion est négative normale, pour la deuxième révolution l'impulsion est positive normale et pour la troisième, négative longue.
Si une faute se produisait dans le circuit normal d'excitation du relais Z, il en résulterait qu'une émission continuelle serait appliquée à la ligne, empêchant ainsi d'au- tres sous-stations associées avec le même poste tandem d'émettre ou de recevoir des indications. Il importe donc de prévoir d'autres moyens pour opérer ce relais et, pour cette raison, une combinaison de contacts de J, JA et JB est associée à un deuxième Enroulement du relais Z et aux connexions aux broches 19, 21 et 23 du banc N 2 de SS.