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La présente invention est relative a un appareil
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pour ilctude du variations d(. cu.i.rr: d.l les roseaux de transport ec cie ciisuribution a'éxe.r,. elecgriquc,, va- riations dont la producbion en un poitâb- du réseau, ec plus particulierement à l'endroit;
de raccordement usager, constituent un élément de trouble pour ce dernier On a utilisé jusqu'à présent pour l'étude de ces variations en
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lonc4:i.on au temps, soie des voltmètres enregistreurs four. nissant une courbe continue des variations de la tension, soit un voltmètre inscripteur imprimant à intervalles de temps réguliers, sur une bande de papier, la valeur de la tension, soit encore des appareils fournissant, pour de brèves périodes de temps, la valeur moyenne de la tension et inscrivant cette valeur moyenne sur une bande de pa-
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pier.
Toutefois, ces appareils ne sont ,,d'un usage com.. mode en raison du temps considérable pour dé- pouiller, interpréter ou exploiter les pésultate .très com- plets qu'ils fournissent.. , i4<',*/<\ '##'-* '. ,' Il a déjà aie propose, pour' .ie ¯ ,e grandeurs variables, telles que les tensions ou'e'e'grandeurs physi- ques pouvant se traduire par une telles, que les températures et les 'pressions'-, te déaiaainer les-valeurs moyennes linéaires et quadratiques Pendant Intervalle de temps donne T des fluctuations, de la en.ox, tax3.ab,e e (t) par rapport à une tension de rersn.oe '3e e , ce qui permet d'obtenir- la valeur doyenne ' des exp-.ro,saîono e e et [e (t)> e0 .'.'." V t - -Y'"" / t ,;'t'.%q.w"., 1 La présente intention a pour udobtNir'directe- ment;
les valeurs relatives de ces moyennes'quadratique et linéaire, c'est-à-dire les expressions
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ce qui permet dévaluer directement les fluctuations de e (t) en pourcentage de eo
L'appareil conforme à l'invention est caractérise par le rait qu'il comporte un réducteur ae tension, par exemple un auto-transformateur auquel est appliquée la tension variable, un redresseur alimenté par ce réducteur, et suivi d'un filtre, une source de tension continue stabilisée, montée en opposition avec la tension redressée, et'des dispositifs intégrateurs linéaire et quadratique auxquels est appliquée la tension différentielle, le coefficient de réduction du réducteur de tension et la valeur de la tension stabilisée étant choisis de telle façon que,
lorsque la valeur de la tension variable est égale à la tension de référence, ladite tension différen- tielle s'annule.
Dans ces conditions, en effet, à une tension quel- conque V' appliquée à l'entrée du redresseur, correspond une tension continue V" = aV appliquée à l'entrée du cir- cuit auquel est appliquée en opposition la tension stabili- sée Vs. La tension u proportionnelle à la différence V"-Vs est alors égale à b(aV'-Vs). Si on appelle V'o la tension appliquée à l'entrée du redresseur pour laquelle la tension différentielle continue est nulle à la sortie du circuit d'opposition, on a évidemment aV'o = Vs.
Il s'ensuit que, si pour une tension Vo appliquée à l'entrée du transformateur on recueille une tension V'o à sa sortie, toute tension V, appliquée à l'entrée, donnera
VV' lieu à la sortie à une tension V' égale à VV'/V, de sorte o que 'la tension continue u à la sortie du circuit d'oppo-' sition est égale à t
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et- l'on a u (t) = k V(t) avec k =b V s
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A titre d'exemple on a décrit ci-dessous et repré..
-.sente au dessin annexé deux formes de réalisation de l'ap- pareil suivant l'invention,
La figure 1 est un schéma de l'intégrateur linéaire
La figure 2 est un schéma de l'intégrateur quadre. tique..
La figure 3 est un schéma du dispositif d'alimenta- tion de l'inbégrateur quadratique.
La figure 4 représente un perspective le montage de l'appareil suivant l'invention sur un poteau
La figure 5 représente le schéma, d'une deuxième forme de réalisation de l'appareil intégrateur.
Comme représenté en figure 1, la tension,dont les variations sont à étudier, est appliquée entre les bornes
1,2 alimentant, par l'intermédiaire d'un commutateur 3, les enroulements primaires 4, 4' d'un transformateur 5, le com- mutateur 3 permettant de mettre en circuit soit les deux primaires 4, 4', soit un seul d'entre eux, selon que la tension appliquée aux bornes est de l'ordre de 110 volts ou de 220 volts. Le secondaire du transformateur 5 fournit une tension de l'ordre de 50 volts qui est appliquée à un pont redresseur 6 suivi par une.cellule de filtrage compre- nant une self 7 et des condensateurs 8, 8' et alimentant , des résistances 9, 9' servant à l'étalonnage de l'appareil.
La tension redressée et filtrée, prélevée sur les résistance
9, 9', est opposée à une tension de-référence constante fournie par la batterie 10, et la différence des'.deux tensions ainsi obtenue alimente un compteur 11 dont la , vitesse de rotation est proportionnelle à la tension ap-- pliquée, par exemple un compteur du type O.K. La mise en circuit du compteur O.K. est commandée par un relais 12 monté dans le circuit du compteur horaire 13 dont le déclenchement est commandé par le commutateur 3.
De cette façon, le compteur O.K. fournit la valeur de l'intégrale
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correspondant à la dure de eu relie T du compteur horaire, ce qui permet de enduire aisément la valeur moyenne de la flue tuât ion
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La moyenne quadratique des fluctuations de tension est obtenue par le dispositif représente en figure et qui comporte un intégrateur 14 constitué par un compteur watt.. heuremétrique dont les deux enroulements (tension et inten... sité) sont alimentés par la tension étudiée, de sorte que ce compteur enregistre l'intégrale du carré de la tension.
Toutefois, la consommation d'un tel compteur ne peut être rendue inférieure à 8 ou 10 voltampères, ce qui nécessite une amplification préalable. Ainsi, la tension continue à intégrer, prévelée sur la borne 15 du compteur 11 de l'in- tégrateur linéaire, est transformée en tension variable, afin de pouvoir utiliser un amplificateur à courant alter- natif, par un rupteur ou hâcheur 16 fournissant une tension 'constituée par des impulsions carrées à 50 périodes, et dont l'enroulement est alimenté par une tension prise en amont du redresseur 6, aux bornes 17,17'.La tension ruptée est filtrée à l'aide d'un condensateur 18 jouant le rôle de condensateur d'accord à 50 périodes, et appli- quée à un amplificateur constitué par un premier étage comprenant une pentode 19,
un deuxième étage comprenant une.pentode 20 dont la tension plaque est transmise par un transformateur de déphasage 21, à un troisième étage en push-pull 22, 22' alimentant, par l'intermédiaire d'un transformateur 23, jouant le rôle d'adaptateur d'impédance, le compteur wattheuremétrique 14. Les lampes amplificatrices sont toutes montées avec contre-réaction.
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La haute tension continue d'alimentation de l'am-
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plificateur, par exemple 400 voi;js, est fournie par le dispositif représenté en figure 3 dans lequel la -cession du secteur alimente, par le transformateur 24, un amplifica-
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teur de puissance constitua par les trois lampes 5a 25', 511 après redressement en 26 et filtrage en <-7. La stabili- té de la tension d'alimentation est assurée par un disposi- -tif du type "stabi2ovo.b" 28 fournissant une tension fixe sur la cathode de la pentode 29 : toute variation de tension sur la grille de cette lampe entraîne une variation en sens contraire de la tension plaque qui tend, par conséquent, à annuler la fluctuation.
Comme représenté en figure 4, l'appareil se présente
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sous l'aspec't d'un petit coffret en tôle 30, renfermant les organes de mesure et les prot(;:6elifl-t. contre les chocs et les intempéries.
Le voltmètre intégrateur peut ainsi être installé aussi bien à l'intérieur d'un poste ou chez un usager, qu'à l'extérieur sur le poteau 31 d'une ligne de distribution 32,
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par exemple. La tension à ']6su:r.'er (tension simple ou compo- sée d'un roseau à basse tension, tension au secondaire d'un transformateur de potentiel raccordé à un réseau à moyenne ou haute tension) est amenée au coffret par un ensemble de .deux conducteurs 33 33' convenablement isoles. La puissance
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nécessaire pour ef1ectuarla mesuré proprement dite est de l'ordre de 15 à 20 VA.
Une certaine puissance est en outre nécessaire pour alimenter certains circuits auxiliaires. Elle est de 60 à 80 VA,
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Dans le cas où la mesure s'effectue par l'intermé- aiaira d'un transformateur de potentiel, il est donc en''1" général nécessaire de disposer d'une source do busse ten- sion pour alimenter, ir.ldé,L)0ndür:lmE'nt du circuit de JJ'<:;
l..1.re proprement dit, les circuits auxiliaires
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Dans le cas d'une alimentation commune des circuits de mesure et des circuits auxiliaires, il laut veiller à ce que la chute de tension dans les conducteurs d'amenée soit négligeable
Dans la forme de réalisation représentée en fig.5, le circuit de mesure comporte d'abord un circuit à l'aide duquel on peut fixer telle tension de référence Vo que l'on veut ; c'est le reducteur de tension 34, constitue par exem- ple comme en figure 1, par un auto-transformateur.
La tension alternative obtenue à la sortie du re- ducteur 34,.et qui est dans un rapport déterminé avec la tension à mesurer appliquée à l'entrée, est redressée en 35, puis filtrée en 36, de façon à obtenir une tension continue dont l'amplitude est encore proportionnelle à l'amplitude de la tension à mesurer.
Cette tension continue est appliquée en même temps qu'une tension continue stabilisée qui sert de tension de référence à un circuit d'opposition 37, Ce circuit fournit une tension continue égale à la différence des deux tensions qui lui sont. appliquées.
Cette tension différentielle est proportionnelle' à l'écart relai' entre la tension V(t) à mesurer, appli- quée à l'entrée de l'appareil, et une tension V fixée par , la position du réducteur de tension.
En effet, la tension stabilisée Vs etant donnée, il y a une certaine tension V'o appliquée à l'entrée du redresseur pour laquelle la tension.différentielle continue à la sortie du circuit d'opposition est nulle:
Tous les circuits de redressement et de filtrage etant linéaires, à une tension quelconque V' appliquée à
L'entrée du redresseur correspond une tension continue fil =aV' appliquée à l'entrée du circuit d'opposition. La ension u proportionnelle à la différence V"= Va est alors ale à b(aV - vg) et l'on a évidemment aV = V
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iji l'ou 1)..L'Lai la puuiuiou du réducteur de toxiaion uc belle !jort7c 'lue ai une lic.llB1on V, eut appliquée à l'entrée, v.
VI la tcncion V à la :orl1ie u,ale à #.## o Du nu C<.-:J conditions la tension continue u à la sortie du circuit d'opposition est agale à
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et l'on ci u (t) k1 v(t) avec k1 = bas .
La tension continue u (t) ainsi obtenue et qui est rigoureusement; proportionnelle à l'écart relatif de la ten- sion V (t) par rapport a la tension ae référence Vo, est appliquée à un organe intégrateur 38 tel qu'un compteur du type O.K.
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On obtient ainsi l'intégrale / ' v(t)dt à un coefficient fixe K près.
L'intégrateur quadratique, est alimente par la même tension continue différentielle u (t) prise à la sor- tie du circuit d'opposition 37. Toutefois, cette tension est .appliquée d'abord à un appareil 39 comportant par exem- ple un redresseur tel qu'une diode à caractéristique non linéaire dont la courbure est utilisée pour obtenir le car- re de la tension appliquée,
La tension continue proportionnelle à u (t) est alors amplifiée en 40 et envoyée sur un compteur 41, ega- lement du type O.K. qui en fait l'intégration comme dans le
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cas de l'inbegratjeur linéaire,
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T On obtient ainsi l'intégrale v2 (t)'dt à un coefficient fixe k2 près.
'Les Grandeurs autres que les tensions alternatives:
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puissances, composantes syraubriques ue tension polyphasées. fréquence, vitesse de rotation, etc... peuvent en général
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être traduites en des tensions alternatives ou-continues
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proporcionnelles aux grandeurs mesurées.
Dans le cas où l'on a affaire à des tensions alter- natives la mesure ne présente aucune difficulté. Il se peut simplement que l'ordre de grandeur de la tension obtenue ne soit pas celle des tensions que l'on prévoit d'appliquer habituellement aux voltmètres intégrateurs.
On peut, dans ce cas, prevoir une amplification si les'tensions sont trop raibles ou modifier la valeur de la tension Vs d'opposition.
Si.l'on a affaire à des tensions continues, il faut attaquer le circuit de mesure en aval du filtre et cela ne présente aucune difficulté particulière, des bornes d'entrée pouvant être prévues pour cette utilisation.
Il y aura peut-être lieu également de modifier la tension d'opposition Vs.
On voit ainsi que les voltmètres intégrateurs dé- crits peuvent, moyennant quelques modifications très sim-
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ples,. être utilises pour l'inaegraeion ae n'importe quelle grandeur, sous réserve que celle-ci soit traduite en une tension alternative ou continue proportionnelle. Disons d'ailleurs que les appareils effectuant cette traduction existent pour la plupart.
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- tt E U E tV D I .C A T I 0 N S Ayanc ainsi décrit notre-invention et nous réser- vant d'y apporter tous perfectionnements -ou modifications qui nous paraîtraient nécessaires, nous revendiquons comme notre propriété exclusive et privative :
1 - Appareil pour déterminer les moyennes linéaires et quadratiques des variations relatives de la pension aes -.réseaux de transport et de distribution d'énergie électrique et plus généralement des variations de grandeurs physiques
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pouvant être -brad.titasen variations proportionnelles de
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tension, par exemple les varia.Lions de fréquence, de puis- sance active et réactive, par rapport a une tension de refc- rence fixe au moyen de dispositifs intégrant ces variations en fonction du temps,
caractérise par le rait qu'il comporte un réducteur ae tension par exemple un auto-transformateur auquel est appliquée le tension variable, un redresseur alimenté par ce réducteur et suivi d'un filtre, une source de tension continue stabilisée montée en opposition avec la
Tension redresses, et des dispositiis intégrateurs linéaire et quadratique auxquels est appliquée la tension differen- tielle, le coefficient de réduction au réducteur de tension et la valeur ae la pension stabilisée étant choisis de telle façon que lorsque la valeur de la tension variable est égale à la tension ae référence, ladite tension différentielle s'annule.
2-Appareil suivant 1, caractérise par le fait que l'intégrateur linéaire est constitue par un compteur à vitesse proportionnelle à la pension appliquée à ses bornes, par exemple un compteur au type O.K., qui est alimente par la aifiurence entre la tension redressée et filtree au fe- seau et la tension continue stabilisée fournie par une bat- terie.
3 - Appareil suivant 1, caractérisé par le fait . que l'intégrateur quadratique est constitué également par un compteur du type O.K. auquel est appliquée une tension éventuellement amplifiée dont la .valeur est égale au carré de la tension différentielle appliquée au compteur linéaire, cette valeur étant obtenue en utilisant la courbure de la -caractéristique d'une diode ou d'un redresseur.