CA1072199A - Arrangement de disjoncteurs de generateurs - Google Patents

Arrangement de disjoncteurs de generateurs

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CA1072199A
CA1072199A CA258,849A CA258849A CA1072199A CA 1072199 A CA1072199 A CA 1072199A CA 258849 A CA258849 A CA 258849A CA 1072199 A CA1072199 A CA 1072199A
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CA258,849A
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Edmond Thuries
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Delle Alsthom SA
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Delle Alsthom SA
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/30Staggered disconnection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/04Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H33/16Impedances connected with contacts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02Details
    • H01H33/59Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/025Disconnection after limiting, e.g. when limiting is not sufficient or for facilitating disconnection

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

DESCRIPTIF L'invention concerne un arrangement de plusieurs disjoncteurs commandant des circuits séparés alimentés par un même générateur, et dans lequel ces disjoncteurs étant munis d'une chambre de coupure principale (C1, C2) en parallèle avec le montage en série d'une chambre de coupure auxiliaire (E1, E2) et d'une résistance (R1, R2), une séquence de manoeuvre ouvre d'abord les chambres principales (C2) de tous les disjoncteurs des circuits non affectés par le défaut, puis, successivement, la chambre principale (C1) et la chambre auxiliaire (E1) du disjoncteur du circuit affecté par le défaut, et, enfin, referme les chambresprincipales (C2) des disjoncteurs des circuits non affectés par le défaut.

Description

L'invention concerne l'arrangement de disJoncteurs de ~enérateurs dans une centrale ~lectrique.
L'accroissem0nt de la puissance des centrales augmente les per~ormances ds coupure des courants de court-circuit exigées des dis~oncteurs de générateurs.
. ,: .
De plus, lorsque la puissance du g~nérateur BSt élevée, on adopte souvent un schéma dans lequel un générateur alimente deux j8UX de barrss rellss à deux circuits sépar~s : dsux réssaux ou dsux portions de réssaux, par l'intermédiaire de deux transformateurs connectés chacun au générateur par un disjoncteur. En cas de court-circuit, par sxemple entre l'un des transFormatsurs et 1B disjoncteur correspondant, ce dsrnisr doit couper un courant de court-circuit qui sst la somms du courant débité par :LB g~nératsur ~t du courant débité par l'autrs j~
trans~Formatsur- On peut envisager l'axtension cle C8 schsma dé~à rsalisé à
I'allmentation de plus de deux transformateurs par un seul générateur.
Ces dispositions sont particuli~ræment intsressantes lorsque læs puissances des gén~ratsurs sont très slevées. D'une part, elles accroisssnt la ~iabillts du réssau, car on peut débiter uns partie de la pulssance, en cas d'avarle, sur la voie qui n'est pas a-Ffectée ou les 2a VoiBS qui ne sont pas a-F~ectees par le d~Faut. D'autre p~rt, ces dispositions acllitent la réalisation des trans-Formateurs car la -Fabrication st le transport de trss grosses unités présæntent des dl~Ficultés.
Par contre, oe schéma conduit à~accro~tre le courant de court-circult ~que dolvent Goupsr 1-- dls~oncteurs des générateurs, puisqu'au courant de court-circuit dU génarateur s'a~oute le courant de court-circuit provenant :: :
du ou dæ9 r~s~aux-non aF~ectés par-ls~défautO Or, dans un dls~oncteur de i grande puissance, 11 ost gén~ra:lement be~ucoup plus difficil0 d'accroitre 10 pouvoir de coupure que le pouvolr de~fermsture ou le courant ds -coUrt-circuit supports pendant-un court~lntervalle ds temps. ;;

:
- 1 : ' , .: . . , .

9~
On a trouve, suivan~ la presentn invention, qu'il était possible dans un tel schéma de limiter 18 courant de court-circuit que doivent couper les disjoncteurs de genérateurs, à un courant seulement légèrsment sùpérieur au courant de court-circuit du générateur. Pour ccla, on utilise une disposition dans laqLIells chaquo dis~oncteur de g~?n~rat~ur comporte une chambre de coupure principale shuntée par une chambre de coupure auxiliaire en série avec une impédance, et une sequence de manoeuvres provoquant, lors de l'apparition d'un dÉfaut dans un des circuits séparés, d'abord l'ouverture des chambres de coupure principales de tous les disjoncteurs cnmmandant les circuits non affectés par ~e défaut, puis successivement l'ouverture de la chambre de coupure principale et de la chambre de coupure auxiliaire du dis~oncteur commandant le circuit dffecte par le défaut, et enfin la refermeture des chambres de coupure principales des disjoncteurs cornmandant les circuits non affectés par le défaut.
L'invention sera explir~luée plus en cJétail à l'aide des fiEures schématiques ci-jointes. Dans ces fi~ures, on n'a, pour simplifier, considéré que 1B cas de deux circuits alimentés par un générateur, mals I'lnvention s'etend de manière evidente à un nombre quelconque de circuits.

La figure 1 correspond 3 une disposition connua et la fi~ure 2 3 une disposition selon l'invention.
Dans le schéma de la fi~ure 1. un générateur G alimente les JeUX de harres B1 et B2 ds dBUX reseaux séparés, par l'intermédiaire pour ~1, d'un transformateur T1 et d'un disjoncteur D1 et, pour ~2, d'un transformateur TZ et d'un disjoncteur C2, Dans le schéma de la figure 2, les dis?oncteurs n1 et DZ de la figure 1 comportent, chacun, une chambre de coupure principale C1 tou C2) shuntée par un ensembl~ constitué par une chambre de coupure auxiliaire E1 (ou EZ) en ~érie avec une resislance R1 tou R2). Les chambres C1 et C2 doivent pouvoir supporter le courant nominal du transformateur T1 tou T2) ^ 2 -: .:
' en ré~ime permanent et pouvoir fermer et supporter pendant un temps court tlors d'un court-circuit au point A~ par exemple~ un courant de court-circuit égal à la somme du courant de court-circuit du générateur et du courant de court-circuit en provenance du second réseau. Mais, grâce à l'invention, lors de la coupure, lss chambres C1 et C2 n'auront à couper qu'un courant de court-circuit fortement réduit et égal à la somme du courant de court-circuit du générateur G et du courant de court-circuit de l'autre réseau ~2 ou ~1 limité par la résistance R2 ou R1 de l'autre disjcnc- ;~
teur. Les chambres de coupure auxiliaire E1 et E2 de dimensions plus 1 réduites, ne supportsnt pas le courant nominal sn r~gime permanent mais seulement le courant limité par la résistance R1 ou RZ pendant le temps ~-assez court correspondant à l'ouverture de la chambre principale C1 ou C2 ~-qui la shunte, et csla au cours des manoeuvres decrites ci-après. Ces chambres coupent le courant limité par la résistance R1 ou R2. L8S
r~sistances R1 ou R2 sont des résistances identiques dimensionnées de telle façon que, lorsque les chambres principflles C1 et C2 et l'une ~E1 par exsmple~ des chambres secondaire~ sont ou~ertes, c'est-à-dire lorsque le générateur G n'sst relié qu'à l'un des réseaux t82) par l'intermédiairs d'une r~sistance lR2), le courant du génératsur traversant la r~sistancs ~R2) est suffisamment élev~ pour que le générateur reste accroché à ce réseau (B2). Par aillaurs, la valeur ohmique de ces résistances R1 et R2 est suf-Fisamment él:vée pour réduire dæ fa~on importante le courant de court-circuit des r~seaux B1 tou ~2). Le courant traversant alors la réslstance R1 ou~R2 peut notamment être du même ordre de ~randeur que le cuurant~nnmlnal en régims permanent des chambres C1 ou C2.
La séquence des manoeuvres selon l'invention est la suivante l'apparition d'Un défaut sur le réseau B1 tpar exemple sn A1) provoque d'abord l'ouverture de la chambre C2 qui ne~coupe que le courant de court-circuit provenant du réseau 82. C~tte ouverture ins~re la résistance R2 rn séris sur le clrouit-rellant le ~énéra~eur G au réseau ~2. Le ,: , .

lOt~199 courant de court-circuit dans la chambre Cl est alors réduit à la somme du courant débité par le générateur G et du courant provenant du réseau s2 en traversant la résistance R2. La chambre Cl s'ouvre et la résistance Rl sert de résistance d'amortissement de la tension transitoire de rétablissement apparaissant aux bornes de la chambre Cl, puis la chambre El s'ouvre et interrompt le courant traversant la résistance Rl.
. Pendant la séquence des ouvertures des chambres Cl et El, le générateur reste accroché au réseau B2 à travers la résistance ~2. Après l'ouverture des chambres Cl et El, le générateur : :
est isolé du défaut Al, la chambre C2 est alors refermée et le générateur pourra à nouveau debiter sa charge, ou une fraction de sa charge, dans le réseau B2.
Dans ces conditions, la chambre C2 ne coupe que le courant provenant du réseau B2 et la chambre Cl ne coupe que la somme du courant du générateur et du courant résistant limité
par la résistance R2. Ces courants sont beaucoup plus faibles que la somme du courant du générateur et du courant total du réseau B2.
20: : Si un court-circuit se produit en A2, on utilise ~ -: : ~videmment une séquence de manoeuvre symétrique (ouverture de ~Cl puis de C2, ensuite de E2 et enfin refermeture de Cl). ; :~ .
: Les deux disjoncteurs sont généralement équipés de : deux voies de déclenchement assurant automatiquement les séquen-ces de manoeuvres~. En:cas de court~circuit`en Al, la voie n 1 ~ :~
commande plus rapidement C2 que Cl puis provoque l'ouverture ~-~
d'El sans agir sur E2. La voie n 2, mise en oeuvre par un court circuit en A2, provoque successivement l'ouverture de Cl, : puis de C2, puis d'E2, sans agir sur El. Plusieurs~dispositifs permettent de réaliser ces séquences'de manoeuvres. On va en . : .
décrire des exemples pour un défaut apparaissant en Al. ::.
On peut tout d'abord :
,.
-~ .
~ -4- : ~

- commander l'ouverture immédiate de la chambre C2 à l'aide d'une electrovalve Vlo En aval de l'électrovalve Vl, une tuyauterie Pl alimentée par l'ouverture de cette dernière relie l'électrovalve Vl de la chambre C2 à la chambre Cl et provoque successivement l'ouverture retardée de la chambre Cl, puis de la chambre El, grâce ~ un décalaye de temps introduit par la montée progressive de la pression dans la tuyauterie de liaison~
- l'ordre d'ouverture peut également être transmis électrique-ment à la chambre C2 et également électriquement à la chambreCl, mais par l'intermédiaire d'un relais temporisé, puis pneu-matiquement ou électriquement ~ la chambre E1.
- l'ordre d'ouverture peut encore etre transmis électriquement aux chambres C2 et Cl, mais la temporisation de l'ouverture de la chambre Cl est obtenue à l'aide d'un dispositif pneuma-tique~
Après l'ouverture des chambres C2, Cl et El, la reférmeture de la chambre C2 est obtenue à liaide d'une tempo- : -risation électrique ou d'un automakisme pneutmatique.

; 20 Toutes les électrovlaves peuvent être doublées par souci de rendondance, chaque électrovalve signalant son fonc- ..
-tionnement ~ leaide dune jauge de pression ou de débit, afin ;.
; ~ d'informer le personnel de la cessatlon de l'état de redondance. :
Pour réallser les séquences de manoeuvres, une combinaison quel-conque des dispositifs précédents peut etre utilisée. Par ail- :
leurs, on met évidemment en place des dispositifs symétriques permettant de réali.ser la séquence de manoeuvres nécessaire lorsque le défaut se produit en A2, incluant l'électrovalve V2 et la tuyauterie P2.

30 ~ Les résistances telles que Rl et R2 peuvent être rem~
placées par des impédances, mais on ùtillse de préférence des ..
r~s.istances.

.. ~., : ~,,,, .. , , , :

Claims (10)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit :
1. Arrangement de disjoncteurs commandant des cir-cuits séparés alimentés par un même générateur, caractérisé en ce que chaque disjoncteur comporte une chambre de coupure prin-cipale C1, C2 shuntée par une chambre de coupure auxiliaire (E1, E2) en série avec une impédance (R1, R2), et en ce qu'une séquence de manoeuvres provoque, lors de l'apparition d'une défaut (A1) dans un des circuits séparés, d'abord l'ouverture des chambres de coupure principales (C2) dé tous les disjonc-teurs commandant les circuits non affectés par le défaut, puis, successivement, l'ouverture de la chambre de coupure principale (C1) et de la chambre de coupure auxiliaire (E1) du disjoncteur commandant le circuit affecté par le défaut, et enfin la refer-meture des chambres de coupure principales (C2) des disjoncteurs commandant les circuits non affectés par le défaut.
2. Arrangement selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'impédance (R1, R2) de shuntage de chacun des dis-joncteurs est suffisamment faible pour permettre au générateur (G) de rester accroché avec cette impédance en série, à chacun des circuits non affectés par le défaut et assez forte pour réduire suffisamment le courant de court-circuit.
3. Arrangement selon la revendication 1, caractérisé

en ce que les impédances (R1, R2) de shuntage des disjoncteurs sont des résistances.
4. Arrangement selon la revendication 3, caractérisé
en ce que les résistances (R1, R2) de shuntage amortissent la tension transitoire de rétablissement.
5. Arrangement selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que ladite séquence de manoeuvres est obtenue en munissant chacune des chambres de coupure principales d'électrovalves en aval desquelles est branchée une tuyauterie reliée au dispositif d'ouverture des chambres de coupure des autres disjoncteurs, la détection du défaut dans un circuit provoquant l'alimentation immédiate des électrovalves et l'ou-verture des chambres de coupure principales des disjoncteurs des circuits non affectés par le défaut et ensuite l'ouverture de la chambre principale puis de la chambre auxiliaire du dis-joncteur du circuit en défaut, avec un retard dû au ralentis-sement de la montée de la pression dans les tuyauteries de liaison.
6. Arrangement selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'un circuit électrique donne l'ordre d'ouverture des chambres de coupure principales (C2) des disjoncteurs non af-fectés par le défaut et un relais électrique temporisé provo-que l'ouverture du disjoncteur du circuit en défaut.
7. Arrangement selon revendication 1, caractérisé
en ce qu'un circuit électrique donne l'ordre d'ouverture des chambres de coupure principales (C2) des disjoncteurs non af-fectés par le défaut et une temporisation pneumatique provoque l'ouverture du disjoncteur du circuit en défaut.
8. Arrangement selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que l'ouverture de la chambre de coupure auxiliaire (El) du disjoncteur (Cl) du circuit en défaut est commandée par un retardateur pneumatique ou électrique.
9. Arrangement selon l'une des revendications 1, 6 ou 7, caractérisé en ce que la refermeture des chambres de cou-pure principales (C2) des disjoncteurs des circuits non affectés par le défaut est assurée par une temporisation électrique ou par un automatisme pneumatique.
10. Arrangement selon l'une des revendication 1, 6 ou 7, caractérisé en ce que chaque électrovalve utilisé dans la séquence de manoeuvres signale son fonctionnement à l'aide d'une jauge de pression ou de débit.
CA258,849A 1975-08-11 1976-08-10 Arrangement de disjoncteurs de generateurs Expired CA1072199A (fr)

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