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La présente invention se rapporte à une disposition de couplage ppur la mesure du facteur de puissance dans des réseaux triphasés sous charge symétrique,
On connaît dès couplages, dans lesquels on emploie des instru- ments de mesure de watts pour mesurer le facteur de puissance dans les systèmes monophasés ou multiphasés.Dans un de ces couplages connus on monte des résistanceà dans la trajectoire de tension de l'instrument de mesure,
résistances qui sont composées d'une réactance non réglable et d'une résistance effective réglable Pat modification de cette dernière la phase du courant dans la trajectoire de tension est déphasée de 90 par rapport à la phase du courant dans la trajectoire du courant.La valeur de la résistance effective en circuit est alors une mesure de la valeur du facteur de puissance De telles combinaisons de résistances effectives et de réactances dépendent par essence de la fréquence, de telle sorte que le cadran d'un tel instrument,qui est étalonné en facteurs de puissance, n'est valable que pour une fréquence déterminée.Cet inconvénient est suppri- mé par un autre couplage connu.Dans celui-ci,
suivant la figure 1 une résistance potentiométrique 1 est raccordée aux tensions de deux condue- teurs extérieurs R et T du système triphasé, la trajectoire de tension de l'instrument de césure de watts 2 étant reliée au troisième conducteur extérieur S et à la prise du potentiomètre,tandis que le courant de la trajectoire de courant est dérivée du conducteur R par l'intermediaire d'un transformateur 3.Le diagramme vectoriel dans la figure 2 illustre la fonc- tionnement de ce couplage.Dans le diagramme RS, ST et TR représentent les tensions couplées d'un système triphasé symétriquer.La résistance potentio- métrique est disposée entre R et T,
la trajectoire de courant de l'instru- ment de mesure entre S et la prise de potentiomètre P sur RT.J représente le vecteur du courant dans un des conducteurs, qui circule dans la bobine de courant de l'instrument de mesure.Lorsque la prise P est située en T, la tension entre S et P-est perpendiculaire à la p#ase du courant J.Suppo- sons que cette position de P corresponde au facteur de puissance 1;
elle'est indiquée par le fait que l'instrument de mesure reste au repos.Dans l'autre position limité de P au point R, la phase dela tension RP est déphasée de 60 .Dans cette position le vecteur SP a un déphasage de 90 par rapport su courant J', qui retarde de 60ö par rapport à la position de J.La deuxième position limite correspond donc au facteur de puissance de 0,5 cos 60 ).Des facteurs de puissance inférieurs à 0,5 ne peuvent pas être mesurés dans ce couplage, il est alors nécessaire que le courant pour la trajectoire courant soit dérivé, à titre d'essai,
d'un autre conducteur du système tri- phasé.Si ici également une modification de la prise potentiométrique ne pro- voque pas de déphasage de 90 entre le courant dans la tracjectoire de ten- sion et la trajectoire de tension de l'instrument de mesure, il faut déri- ver le courant du troisième conducteur extérieur.Les inconvénients de ces couplages connus sont donc basés sur la nécessité de procéder éventuellement à des commutations durant les opérations de mesure.Cela implique lincon- vénient supplémentaire résidant dans le fait que le cadran d'étalonnage de l'instrument doit présenter trois échelles différentes, conformément aux trois possibilités de couplage.
Tous les inconvénients des couplages connus sont éliminés,sui- vant l'invention, dans une disposition de couplage pour la mesure du fac- teur de puissance dans des réseaux triphasés sous charge symétrique,dispo- sition qui utilise un instrument de mesure de watts (énergie), dont la tra- jectoire de courant est alimentée par une phase du secteur, grâce au fait que les trois conducteurs de phase du secteur triphasé sont reliés chacun par une résistance élevée aux sommets d'un triangle (anneau) constitué par trois résistauces d'une disposition potentiométrique, ces résistances étant fort tes en comparaison avec les résistances élevées précitées,
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et grâce au fait que les deux prises de dérivation potentiométriques mo- biles décalées de 180 degrés électriques sont reliées à la trajectoire de tension d'un instrument de mesure de watts.
Le fonctionnement d'un couplage suivant l'invention est décrit à l'aide d'un exemple de réalisation représenté par la figure 3.Dans la figure 3, le chiffre de référence 4 désigne les trois résistances élevées de valeur égale, qui établissent la communication entre les trois con- ducteurs du système triphasé et les trois résistances réduites couplées en triangle 5 (anneau) d'une disposition potentiométrique.6 désigne les prises de dérivation potentiomépriques dont les contacts sont décalés l'un vis-à-vis de l'autre de 180 degrés électriques.Lorsque l'on fait tourner les contacts de 360 , la position de phase entre lprises de dérivation des bras de contact varie de la même valeur.Les contacts de dérivation sont reliés soit directement,
soit par l'intermédiaire d'un transformateur 7 qui transforme la tension à la valeur désirée, à la trajectoire de tension 8 d'un instrument de mesure de watts.La bobine de courant 9 de l'instrument de mesure est alimentée directement ou par l'intermédiaire d'un transfor- mateur 10 par le courant de'la phase R.Dans le diagramme vectoriel sui- vant la figure 4 on a indiqué six positions différentes des vecteurs des tensions entre les prises de dérivation de tension de la disposition poten- tiométrique.
Un courant circulant dans le conducteur R,qui n'est pas dé- phasé par rapport à sa tension, ne produit aucun couple avec le courant dans la trajectoire de tension, dont la position de phase correspond à celle du vecteur de tension.L'aiguille de l'instrument de mesure reste dans la posi- tion neutre.La position de la prise de dérivation du potentiomètre qui correspond à la osition du vecteur de tension aa' indique donc le facteur de puissance 1.Lorsque le courant a subi un déphasage inductif de 30 ,les prises de dérivation doivent être tournées de 30 en partant de la première position, de sorte que le vecteur de tension occupe la position bb'.Cette position des prises de dérivation correspond donc au facteur de puissance 0,866, etc.On constate que lors d'une rotation des prises de dérivation de 90 ,
on couvre tous les facteurs de puissance inductifs entre 1 et 0.Une rot rotation correspondante des prises de dérivation jusqu'à 90 dans le sens opposé permet de tenir compte des déphasages capacitifs du vacteur de courant.La position de la prise de dérivation du potentiomètre est visible sur un cadran. A chaque position des prises de dérivation correspond d'une manière définie une valeur déterminée du facteur de puissance, dès que l'aiguille de l'instrument de mesure revient à la position zéro.Le cadran des prises de dévivation du potentiopétre peut donc être étalonné en valeurs du facteur de puissance.
Lorsque les trois résistances de la disposition potentiométrique, comme on l'a supposé jusqu'à présent,sont disposées en cercle dans un plan, La'-moitié du cercle complet, suffit pour la mesure de tous les facteurs de puissance, en retard ou en avance entre 0 et 1.Un perfectionnement supplé- mentaire important est réalisé lorsque les trois résistances du potentio- mètre sont réparties sur deux potentiomètres circulaires concentriques de manière telle que les deux anneaux contiennent chacun une des trois ré- sistances et en outre la moitié de la troisième résistance,
les trois ré- sistances étant à nouveau couplées en triangle tandis que les deux prises de dérivation de potentiomètre se trouvant sur un axe commun sont décalées de 180 degrés électriques.Cette disposition est représentée sché- matiquement par la figure 5,où les deux anneaux concentriques, pour plus de clarté, sont placés dans le même plan, le deuxième anneau ayant un dia- mètre plus petit, bien qu'il soit évidemment préférable de prévoir deux anneaux de même diamètre et de les disposer concentriquement dans deux plans différents.Un anneau comporte entre les points R et S une des toois résistances, tandis que la deuxième résistance, entre les points S etT, fait partie par moitié du premier anneau et par moitié du deuxième anneau.
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La troisième résistance est comprise dans le deuxième anneau entr les points 5. et RoDans cette disposition on dispose pour la mesure des facteurs de puissance de 0 à 1, inductivement et capacitivement, de la longueur totale de 360 de l'arc de cercle, de sorte que l'on obtient un cadran très clair et très simple, dont la moitié est représentée à titre d'exemple par la figure 6.Une moitié du cadran représente des déphasages inductifs, l'autre des déphasages capacitif s.Pour déterminer dans un car isolé s'il sdagit d'un déphasage inductif ou capacitif, on emploie le procédé connu utilisant une réactance,
qui est montée à volonté dans la trajectoire de tension de l'instrument de mesure.La correspondance entre les portions de cadran et la position des prises de dérivation potentio métriques est choisie de manière telle que pour chacun des facteurs de puissance indiqués, la phase de courant dans la trajectoire de tension de l'instrument de mesure de watts est perpendiculaire à la phase du courant dans la trajectoire de courant de l'instrument.
Pour obtenir la sensibilité désirée de l'instrument de mesure, il est avantageux de prévoir un transformateur entre la disposition po- tentiométrique et l'instrument de mesure,
Dans la pratique ,il est préférable pour de nombreux ca squ l'instrument de mesure de watts utilisé dans le couplage ait la forme d'un instrument à barres doubles.Dans un tel instrument le conducteur du système triphasé, dpnt est dérivé le courant, forme la bobine de courant de l'instrument de mesure.
REVENDICATIONS.
1/ Disposition de couplage pour la mesure du facteur de puissance dans les secteurs triphasés sous charge symétrique, dans laquelle on emploie un instrument de mesure de watts (énergie), dont la trajectoire de courant est alimentée par une phase du secteur, caractérisée en ce que les trois donducteurs de phase du secteur trphasé sont reliés chacun par une résistance élevée aux sommets de trois résistances montées en triangle (anneau) d'une disposition potentiométrique, la valeur de ces trois résis- tances citées en dernier lieu étant faible par rapport aux résistances élevées citées en premier lieu, et en ce que les deux prises de dérivations potentiométriques mobiles, décalées de 180 degrés électriques l'une par rapport à l'autre,
sont reliées avec la trajectoire de tension d'un instru- nent de mesure de watts.