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COMPAGNIE POUR LA FABRICATION DES COMPTEURS ET MATERIE D'USINES A GAZ, résidant à MONTROUGE (France).
PROCEDE ET DISPOSITIF POUR LA DETERMINATION DES PHASES INTERESSEES PAR UN DEFAUT
A LA TERRE DANS LES RESEAUX TRIPHASES.
La présente invention, système Jean-Marc TESSERA. est relati- ve à un procédé, avec son dispositif de réalisation, permettant la déter- mination des phases intéressées par un défaut à la terre (défaut dissymé- trique) dans les réseaux triphasés dont le neutre est isolé ou relié à la terre soit directement soit par une impédance.
Ces dispositifs sont particulièrement intéressants dans le cas où les tronçons d'un réseau sont équipés à chacune de leurs extrémi- tés par des disjoncteurs comportant une commande individuelle par pha- se, ce qui permet de ne provoquer, en cas de défaut, que la coupure de la ou des phases intéressées.
On connaît déjà de tels dispositifs dans lesquels-on contrôle la symétrie du diagramme vectoriel des tensions du réseau par des relais établis suivant le principe des balances électromagnétiques et branchés de manière à comparer deux à deux, soit les tensions entre phases, soit les tensions entre phase et terre, soit la tension entre deux phases avec la tension entre la troisième phase et la terre.
Le procédé suivant l'invention est caractérisé par la com- paraison de la position du centre de gravité du triangle dont les côtés représentent les impulsions composées du réseau, par rapport à la posi- tion du point neutre des tensions simples du réseau. Cette comparaison s'effectue par trois relais, chacun affecté à une phase, et dont les organes mobiles respectifs sont soumis à deux couples de sens inversés, l'un de ces couples étant proportionnel à la différence de potentiel du centre de gravité du triangle des tensions par rapport à la phase considérée, et l'autre couple étant proportionnel à la tension simple
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de cette phase.
En régime normal équilibré, ou en cas de défaut triphasé sy- métrique sans mise à la terre, ce centre de gravité de tensions composées reste au même potentiel que le point neutre des tensions simples, de sor- te que les deux tensions comparées par chaque relais demeurent respecti- vement égales.
Dans le cas d'un défaut dissymétrique avec mise à la terre, le centre de gravité du triangle des tensions composées se déplace vers la ou les phases restées saines, ce qui permet de déterminer la ou les phases défectueuses par le fonctionnement du ou des relais qui contrô- lent une tension simple dont la valeur, par suite du défaut devient in- férieure à la différence de potentiel du centre de gravité du triangle des tensions par rapport à la phase considérée.
La Fig. 1 représente, à titre d'exemple, un mode de réalisa- tion de l'objet de l'invention. Cette figure a été limitée aux organes né- cessaires à la compréhension de l'invention.
Les Fig. 2 et 3 sont des diagrammes.
Sur la Fig. 1, on a représenté schématiquement en 1, 2, 3 les conducteurs d'un réseau triphasé, et en N, le conducteur neutre relié à la terre. Bien entendu, s'il s'agit d'un réseau à haute tension, 1, 2, 3 et N seront des conducteurs issus des enroulements secondaires des transformateurs de tension branchée sur ce réseau.
R1. R2. R3 sont des relais du type "balance électro-magnéti- que, avec chacun; - un enroulement moteur M alimenté par la différence de po- tentiel du centre de gravité G du triangle des tensions 1, 2. 3 par rap- port à l'une des phases 1, 2 ou 3 suivant le relai considéré.
- un enroulement antagoniste A alimenté par la tension sim- ple de la même phase.
- un fléau mobile F, mobile autour d'un axe, sollicité par les deux enroulements M et A.
Le centre de gravité G est obtenu dans cet exemple en réu- nissant une des extrémités des enroulements moteurs M dont les autres extrémités sont respectivement branchées aux conducteurs 1,2 et 3.
Il pourrait également être obtenu par tout procédé connu.
En régime normal équilibré, le centre de gravité G et le point neutre N des tensions sont au même potentiel. Les enroulements antagonistes et moteurs de chacun des relais R1. R2. R3 sont alimen- tés par des tensions égales. Les relais restent au repos par suite d'un couple antagoniste supplémentaire mécanique ou électrique obtenu, soit par un ressort, soit par un nombre de spires différent des enroulements ou par tout moyen équivalent.
Sur la fig. 2 on a représenté le diagramme des tensions dans le cas d'un défaut à la terre de la phase 1 d'un réseau dont le neutre est mis directement à la terre.
Sur cette figure :
1 - 2 - 3 est le triangle des tensions avant le défaut.
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1'- 2 - 3 est le triangle des tensions au point de mesure pendant le défaut.
N est le point neutre des tensions simples.
G est le centre de gravité du triangle le - 2 - 3.
Pendant le défaut, les relais R1. R2, R3 de la fig. 1 sont alimentes par les tensions indiquées sur le tableau ci-après :
R1 R2 R3 Enroulement moteur 1'-G 2 - G 3 - G Enroulement antagoniste l' - N 2 - N 3 - N avec : 1'- G 1'- N 2 - G 2-N
3-G 3 -N
Le relais R1 a un couple moteur prépondérant; il ferme son contact, signalant le défaut sur la phase 1. Les relais R2 et R3 dont le couple antagoniste reste prépondérant demeurent au repos.
Sur la Fig. 3. on a représenté le diagramme des tensions dans le cas d'un défaut à la terre simultané sur les deux phases 2 et 3 du même réseau. défaut Sur cette figure : 1-2-3 est le triangle des tensions avant le
1-2'-3'est le triangle des tensions au point de mesure pendant le défaut.
N est le point neutre des tensions simples,
G est le centre de gravité du triangle 1-2'-3'.
EMI3.1
Pendant le défaut, les relais R1, R2' R3 sont alimentés par les tensions indiquées sur le tableau ci-après :
EMI3.2
---!--------------¯¯--R3- Enroulement moteur 1 - G 2' - G 3' - G Enroulement antagoniste l - N 2' - N 3' - N avec 1 - G I - N
2' -G 2'- N
3'- G 3'-N
Les relais R1 et R2 ont un couple moteur prépondérant, ils ferment leur contact, signalant le défaut sur les deux phases 2 et 3.
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Le relais R dont le couple antagoniste reste prépondérant, demeure au repos.
Le relais peut être constitué par tout autre dispositif qu' une balance électromagnétique. En particulier, l'invention s'applique au cas où l'on utiliserait un relais à induction comparant les deux ten- sions susindiquées par l'intermédiaire d'une troisième tension, dite ten- sion de polarisation. Cette tension de polarisation peut être obtenue, par exemple, dans chaque relais par la combinaison de ces deux tensions.
Si cette combinaison est la différence de ces deux grandeurs, cette dif- férence est nulle en l'absence de défaut. Dans ce cas on peut augmenter la consommation du circuit de polarisation, ce qui permet d'augmenter no- tablement la sensibilité du dispositif.