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"ENROULEMENT DE REGLAGE POUR TRANSFORMATEUR A CONNEXION
TYPE SERIE-PARALLELE"
Divers types d'enroulements de réglage à vide ou en charge de la tension pour transformateurs, sont connus, par exemple : enroulements en nappe, enroulements à prises symé- triques ou non, prises dans l'enroulement de base, etc.., les connexions étant faites au moyen de commutateurs, contacteurs, combinateurs, etc...
Dans tous ces modes de réglage, la variation de la ten- sion s'obtient par augmentation ou diminution du nombre de spi- res en service de l'enroulement, ce qui revient à changer le rapport de transformation.
Dès lors, pour toutes positions autres que la position comportant la totalité des spires, il y a un surplus de spires constituant soit :
1 ) un ou des bouts morts, si le potentiel ntest' fixé qu'à l'une des extrémités d'une ou des parties de
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l'enroulement hors service; soit : 2 ) un ou des bouts flottants, au cas où les deux ex- trémités d'une ou des parties de l'enroulement hors service seraient libres, et leur potentiel de ce fait non fixé.
Dans l'un et l'autre cas envisagés ci-dessus, lorsqu'il apparaît 'des surtensions dues aux ondes mobiles, aux enclen- chements ou à la foudre par exemple, ou encore des surtensions induites, le ou les bouts morts, ou flottants, oscillent et peuvent prendre des valeurs de potentiel d'amplitudes dange- reuses, comme il est connu ; ce fait des claquages peuvent être provoqués entre enroulements, entre spires ou à la masse suivant le cas.
L'objet du présent brevet réside en un système de con- nexion des enroulements de réglage de transformateur suppri- mant les bouts morts et bouts flottants.
L'application partielle du système permet de réduire le nombre ou l'importance en longueur, des bouts morts.
Les avantages du nouveau système sont : A. En cas d'application totale
1/ Suppression des bouts morts ou flottants; en d'au- tres termes, suppression de la présence dans les transformateurs en service normal, de spires sous tension et non parcourues par le courant principal ou une fraction de celui-ci.
2/ Possibilité d'étendre théoriquement, de façon infinie, la gamme de réglage de la tension, sans avoir les ris- ques des oscillations et autres inconvénients connus inhérents aux bouts morts ou flottants.
3/ Réalisation pour toutes les tensions permises par le réglage d'un enroulement équivalent à un enroulement simple sans réglage, toutes les spires étant cons- tamment en service.
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4/ Accessoirement,/ réduction des pertes dans le cui- vre pour toutes les positions autres que celles né- cessitant la mise en série de toutes les spires dis- ponibles.
B. En cas d'application partielle :
1/ Réduction en importance des bouts morts ou flottants (plus un bout est Ions, plus il est important) rame- nant ainsi les amplitudes d'oscillations à des valeurs qui s'avèrent non dangereuses.
2/ Possibilité d'extension de la gamme de réglage.
3/ Accessoirement, réduction des pertes dans le cuivre suivant le cas et la position du réglage.
Le présent procédé consiste essentiellement en l'inté- gration par mise en parallèle, sur un nombre égal de spires, de toutes les spires prises comme un tout ou par parties, spi- res qui, pour une position donnée, seraient hors service et constitueraient donc un bout mort tel que défini ci-dessus.
Ces spires, en totalité ou en partie, sont remises en série avec l'enroulement pour le réglage de la tension à une autre valeur.
En somme, par "application partielle" du procédé on doit entendre : a) la subdivision des bouts morts ou flottants en petits bouts morts dont l'une des extrémités aurait son potentiel fixé par une connexion commune à l'un des points de l' enroulement en service; petits bouts morts dont les amplitudes d'oscil- lations s'avéreraient non dangereuses. b) la subdivision des bouts morts ou flottants en parties, un certain nombre de celles-ci (une,ou plusieurs) étant inté- gré dans l'enroulement en service par mise en parallèle, les autres restant en bouts morts tel que prévu au cas a) ci-des- sus .
Dans la description qui va suivre, on se réfère aux des- sins schématiques ci-annexés afin de bien mettre en évidence les
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.caractéristiques de 1' invention.
Si l'on considère un enroulement principal de y spires auquel on peut successivement ajouter z groupes de x spires : y + x spires constitue le nombre minimum de spires - y + zx spires constitue le nombre maximum de spires -
Si l'on suppose l'enroulement de réglage (zx spires) en nappe, on a, dans le cas d'un transformateur du type à noyaux, z conduc- teurs ou groupes de conducteurs bobinés ensemble sur toute la hau- teur du noyau ou sur une même partie de ce dernier (voir fig.I).
On peut représenter ces enroulements de la façon schématique montrée figure II.
Pour un transformateur triphasé étoile, l'entrée du bobinage est connectée à une ligne, l'autre extrémité est reliée à la terre.
Dans les réalisations actuellement connues, suivant la posi- tion du réglage, le neutre serait en a, b, c,.. z + 1 et pour tou- tes les positions autres que z + 1, on aurait un bout libre de (z-n) x spires où le potentiel de z + 1 ne serait pas fixé au cours des oscillations (voir figure III).
L'enroulement de rsglage proprement dit, soit (z-1) x spires, se trouverait ' situé à n'importe quel endroit du bobinage principal!, par exemple au milieu ou à l'entrée, le même bout mort subsiste- rait et, en cas de surtension, oscillerait de la façon qui est bien connue .
1 ) Casd'application totale.-
La présente invention supprime l'existence des bouts morts ou flottants, par une connexion série-parallèle appropriée : lorsque seulement (nx + y) spires sont nécessaires pour amener la tension à la valeur requise les (z - n) groupes de x spires, sont mis chacun en parallèle sur le nième groupe de x spires, ou sur tout autre groupe adéquat de x spires, compris'dans les (nx + y) spi- res donnant la tension requise. Les groupes de a à n sont mis en série avec l'enroulement de base (y spires) (voir figure IV).
On conçoit que tout bout mort, selon la définition donnée précédemment, est ainsi supprimé.
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2 ) Casd'application .partielle .-
En considérant le même enroulement que dans l'exemple précédent, on admet qu'un bout mort composé d'un échelon de réglage, soit x spires, est sans danger.
Dans ces conditions, si. seulement (nx + y) spires sont nécessaires pour amener la tension à la valeur requise, les (z - n) grpupes de x spires peuvent être polarisés de toute façon appropriée, soit directement, soit par l'intermédiaire de résistance (figure V, Va et Vb), ce qui revient à la mise en parallèle au point de vue tension, sans fermer le circuit, donc sans circulation de courant.
Un certain nombre de groupes K de x spires (Ó,Ó+1;ss,ss+1,Ó peut être mis en parallèle sur une ou plusieurs parties de l'enroulement en service, le ou les autres groupes restants constituant un ou plusieurs bouts morts sans danger (fig.VI).
Cette conception de réglage peut être appliquée à tout réglage à vide, en charge, simple ou avec inversion, avec présélection, etc.., l'application pouvant être totale ou partielle, simple ou combinée, et il est possible, sans sor- tir du cadre de l'invention, de réaliser de nombreuses varian- tes des connexions.