Installation de distribution électrique. La présente invention se rapporte à une installation de distribution de courant al ternatif comprenant un réseau de charge, une pluralité de lignes d'alimentation pour alimenter ledit réseau de charge, des trans formateurs de tension dans lesdites lignes d'alimentation et des disjoncteurs de réseau disposés entre lesdits transformateurs et le dit réseau de charge, ladite installation se caractérisant par des moyens de commande pour les disjoncteurs de réseau constitués par des relais à commande par inversion d'é nergie sensibles au courant de magnétisation desdits transformateurs et disposés pour ou vrir lesdits disjoncteurs à la suite d'une in version du flux d'énergie dans lesdites lignes d'alimentation,
en combinaison avec des dis positifs de fermeture commandés par l'inter médiaire d'un circuit de commande pour produire la fermeture desdits disjoncteurs.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, le schéma d'une forme d'exécu- tion de l'installation de distribution de cou rant alternatif faisant l'objet de la présente invention.
Dans ce dessin, un réseau ou circuit de charge à basse tension 11 est représenté comme étant alimenté par des lignes d'ali mentation 12, 13 et 14, qui, à leur tour, sont reliées à des barres collectrices 15 et 16 qui peuvent être placées dans une station génératrice. Bien que les lignes d'alimenta tion puissent aussi être toutes reliées à une seule barre collectrice, si on le désire, elles sont reliées ici à une pluralité de barres con nectées à des génératrices indépendantes, comme représenté au dessin.
Chaque ligne d'alimentation, par exem ple la ligne 13, est pourvue d'un disjoncteur à haute tension 21, placé préférablement près des barres collectrices 15, d'un transforma teur 22 pour abaisser le voltage des barres d'alimentation à haute tension 15 à un vol tage approprié convenant pour le réseau 11, et -d'un disjoncteur de réseau 23 placé entre le transformateur 22 et le réseau 11.
Du fait que les disjoncteurs à haute ten sion 21, les transformateurs de distribution 22 et les autres appareils associé aux lignes d'alimentation 12 et 14 sont identiques à ceux de la ligne d'alimentation 13, seuls les appareils associés à cette dernière ligne se ront décrits ci-après en détail.
Chaque ligne d'alimentation comporte ainsi son transformateur 2'2., mais- pour la ligne 13, on a représenté encore un second transformateur 22 avec appareils associés, pour montrer que chaque ligne d'alimentation pourrait être pourvue d'une pluralité de ces transformateurs.
La commande des disjoncteurs de réseau comprend, dans la disposition représentée, des moyens d'enclenchement et de déclenche ment qui fonctionnent indépendamment au moyen d'une bobine d'enclenchement 3:1 et d'une bobine de déclenchement 32 du type de déclenchement en shunt, cette dernière bobine étant commandée par un simple re lais à. commande par inversion d'énergie 33 comportant une bobine ampèremétrique 34, une bobine voltmétrique 35 et un interrup teur 36.
Ce relais est préférablement du type à induction et est établi de façon à obéir à des. valeurs de courant inverse rela tivement basses, telles que le courant de ma gnétisation et le courant de charge des trans formateurs et des lignes d'alimentation.
La bobine ampèremétrique 34 du relais est connectée à. un transformateur de cou rant 37 relié au circuit d'alimentation et qui peut être du type à saturation pour limiter les valeurs de courant passant dans la bo bine ampèremétrique 34. La bobine volt- métrique 35 est préférablement connectée en tre les conducteurs d'alimentation, comme représenté et est, par conséquent, alimentée par le voltage du réseau.
La bobine ampèremétrique 34 et la bobine voltmétrique 3,5 coopèrent pour commander le fonctionnement du relais à inversion d'é nergie 33, de façon à ne fermer l'interrup teur 36 que lorsqu'une inversion .d'énergie se produit dans la ligne d'alimentation respec tive, allant du transformateur 2'2 au ré seau 11.
La bobine de déclenchement 32 du dis joncteur de réseau 23 est disposée pour être excitée directement par la voltage du réseau, comme représenté, afin de simplifier l'instal lation et d'éviter l'emploi de batteries qui, autrement, seraient nécessaires.
L'enclenchement de chaque disjoncteur de réseau, par exemple du disjoncteur 2.3 de la ligne d'alimentation 1.3, est commandé par un circuit auxiliaire de commande qui peut être alimenté par une source d'énergie indé pendante, telle que la source 41. Le circuit de commande comprend un interrupteur de commande 42, à commande manuelle, une lampe indicatrice 43, la bobine d'enclenche ment 31 du disjoncteur, et un pont de contact ou interrupteur auxiliaire 44 qui sert à in terrompre le circuit de la bobine d'enclenche ment quand le disjoncteur respectif 23 est enclenché. Le but de la lampe indicatrice 43 est d'établir un contrôle permettant de voir si le disjoncteur respectif 23 est enclen ché ou déclenché.
En fonctionnement, et en supposant que les barres 15 soient normalement alimentées, que les disjoncteurs 2.1 soient ouverts et que le réseau 11 soit sans énergie, l'opérateur de la station ferme le disjoncteur de circuit à haute tension 21 associé à l'une des lignes d'alimentation, soit 12, 13 ou 14, et s'il ferme aussi l'interrupteur de commande respectif 42, le disjoncteur de réseau correspondant 23 se fermera automatiquement et produira, l'ali mentation du réseau 11.
En supposant, par contre, que le réseau 11 soit déjà alimenté, par exemple, par les lignes .d'alimentation 12 et 14, et que l'on dé sire mettre la ligne d'alimentation 13 en cir cuit, le disjoncteur 21 et l'interrupteur de commande respectif 42 peuvent être fermés de façon à alimenter ainsi la bobine d'enclenche ment 31 du disjoncteur de réseau 23. L'enclen chement du disjoncteur de réseau 23 ouvre automatiquement l'interrupteur auxilaire 44 qui,<B>à</B> son tour, interrompt le circuit de com mande, de façon à faire éteindre la lampe in dicatrice 43.
Si, pour une raison quelconque, le trans formateur 22 associé à la ligne d'alimentation 1.3 n'est pas en condition pour alimenter le ré seau 11, c'est-à-dire si les conditions de vol tage et phase des barres d'alimentation 15 et du réseau de charge 11 sont telles qu'elles oc casionnent une inversion du flux d'énergie, depuis le réseau au transformateur 22, le re lais 33 fermera l'interrupteur 36 dudit relais et la bobine de déclenchement 32 du disjonc teur respectif sera alimentée.
Si, par contre, le transformateur 22 est en état de fournir de l'énergie au réseau 11, le disjoncteur 23 restera fermé dans des condi tions normales et un contrôle de l'enclenche ment ou du déclenchement du disjoncteur 23 est établi par la lampe indicatrice 4,3. Par conséquent, l'opérateur peut, d'un coup d'oeil, se rendre compte des conditions du disjonc teur de réseau éloigné 23 et en produire la fermeture à volonté en fermant l'interrupteur de commande 42.
Quant à la fonction de déclenchement du disjoncteur 23, en supposant qu'un dé faut, tel que celui indiqué en 45, s'établisse par rapport à la ligne d'alimentation à haute tension 13 ou au transformateur 22 ou, en fait, à n'importe quel endroit entre les dis joncteurs 21 et 23 de la ligne d'alimentation 13, ce défaut donnera lieu à un courant in verse d'importance sensible pour y passer de puis le réseau, et ce courant inverse obligera le relais de réseau 33 à faire déclencher le dis joncteur 23 et à déconnecter ainsi le réseau 11 de la ligne d'alimentation endommagée 13.
De même, le disjoncteur 21 sera déclenché en vertu d'un courant excessif, à condition que le disjoncteur 21 soit équipé d'un dispo sitif de déclenchement automatique à courant excessif. Par conséquent, un défaut dans la ligne d'alimentation à haute tension provo quera immédiatement la disjonction de ladite ligne à la fois de la source d'alimentation 15 et du réseau 11.
Dans le cas de défauts du côté à basse ten- sion:du disjoncteur de réseau 23, comme, par exemple, lors de courts-circuits dans le ré seau, le disjoncteur de réseau ne fonctionnera pas, du fait que ce défaut ne -donne pas lieu à une inversion d'énergie dans la ligne d'ali mentation. Par conséquent, des défauts dans le réseau n'interrompent pas le service.
L'enclenchement du disjoncteur de réseau 23 peut être commandé depuis un lieu éloigné au moyen de l'interrupteur de commande -12 et cette commande peut être effectuée sans égard à l'enclenchement ou au déclenchement du disjoncteur à haute tension 21, comme il sera expliqué plus loin. Cette propriété a son importance si l'on désire synchroniser deux sources d'énergie indépendantes, telles que les barres d'alimentation 15 et 16, par l'intermé diaire du réseau 11.
Il est apparent qu'à ce point de vue, la synchronisation de deux sources d'énergie in dépendantes par l'intermédiaire d'une plura lité de disjoncteurs de circuit en série, tels que les disjoncteurs 21 et 23, sera très diffi cile, sinon impossible.
Par conséquent, pour accomplir cette syn chronisation, les disjoncteurs de réseau 23 as sociés aux diverses sources seront d'abord fer més .à l'aide des interrupteurs de commande 42 et la synchronisation sera alors accomplie par l'intermédiaire des disjoncteurs à haute tension 21, comme d'habitude, au moyen d'un synchroscope ou autre dispositif de synchro nisation, ce qui est rendu possible en raison du fait suivant.
Lorsque l'interrupteur 42 est fermé, grâce à quoi le disjoncteur de réseau 23 est amené à sa position de fermeture, le relais 33 est ex cité en raison du courant de magnétisation pour le transformateur respectif 22, mais comme, toutefois, dans l'installation représen tée, le relais 33 est du type à induction, son action est légèrement retardée, grâce à quoi l'interrupteur M du relais 33 n'est pas fermé avant que l'opérateur de la station ferme le disjoncteur à haute tension 21 soit à la main ou par l'intermédiaire de moyens automati ques appropriés à cet effet.
La fermeture du disjoncteur 21 provoque l'alimentation immédiate du transformateur 22 et, si les conditions de voltage et phase des barres ou source d'alimentation 15 et du réseau de charge 11 sont telles qu'une alimen tation de ce dernier par l'intermédiaire du transformateur 22, à partir des barres 15 se produise, l'interrupteur 36 du relais 33 ne sera pas fermé et ce dernier développera, par conséquent, une force tendant à maintenir l'interrupteur 36 en position d'ouverture.
Toutefois, au cas où le voltage des barres ou source d'alimentation 15 et le voltage du réseau de charge 11 ne sont pas en synchro nisme, ou lorsque de l'énergie est fournie à partir de ce dernier à la ligne d'alimentation 13 et au transformateur respectif 22, l'inter rupteur<B>36</B> du relais 3-3 est amené à se fermer, grâce à quoi le disjoncteur de réseau 23 est amené 'à s'ouvrir. Immédiatement après l'ou verture du disjoncteur 23, le circuit compre nant la lampe indicatrice 43 est fermé et, par conséquent, l'opérateur de la station est averti que les voltages des barres ou source d'ali mentation 15 et du réseau de charge 11 sont synchronisés improprement.
Il en résulte que l'opérateur de la station change la valeur et la position de phase du voltage de la source 15, de façon que de l'énergie est fournie à partir de cette dernière au réseau de charge 11. Aussitôt que la valeur et la position de phase du voltage de la source 15 ont été cor rigés, l'opérateur de la station ferme l'inter rupteur de commande 42 et ferme immédiate ment après le disjoncteur à haute tension. Au cas où les voltages des barres ou source d'ali mentation et du réseau de charge correspon dant sont tels qu'ils permettent un flux d'é nergie à partir de la source 15 au réseau de charge 11, le relais 33 sera excité d'une ma nière efficace pour maintenir l'interrupteur 36 de celui-ci en position d'ouverture.
Il s'en suit que le disjoncteur 23 est maintenu fermé et n'est pas amené à _ s'ouvrir, à moins que l'opérateur de la station ouvre le disjoncteur 21 pour une raison quelconque, ou qu'un dé faut tel que celui indiqué en 45 se produise dans la ligne d'alimentation, comme on l'a déjà fait remarquer.
Il est évident, que si le disjoncteur de ré seau 23 avait de nouveau été amené à s'ou vrir après que l'opérateur avait subséquem ment fermé l'interrupteur 42 et le disjonc teur 21, l'opérateur aurait été averti que les voltages des barres ou source d'alimentation et du réseau de charge étaient de nouveau impropres pour permettre un flux d'énergie à partir de la source 15 au réseau 11. Dans ces conditions, il serait seulement nécessaire de changer la valeur et la position de phase de la la source d'alimentation 15, de façon à ce que le disjoncteur reste dans sa position de ferme ture.
On comprend que la lampe indicatrice 43 constitue un moyen d'avertissement effi cace permettant à l'opérateur de surveiller si les voltages de la source 15 et du réseau 11 sont synchronisés de façon à permettre un flux d'énergie ;à partir de la source 1,5 au ré seau de charge 11.
On comprend que dans les opérations pré citées, l'interrupteur de commande et le dis joncteur à haute tension 21 sont fermés sub séquemment et la fermeture du disjoncteur 21 est effectuée avant que le relais 33 soit excité pour un temps suffisamment long pour qu'il provoque la fermeture de son interrupteur 36.
Il est évident que si l'on emploie un re lais à commande par inversion d'énergie au tre que du type à induction, on peut tout de même obtenir la synchronisation désirable telle que décrite ci-dessus, en prévoyant des moyens établis de façon à provoquer le re tard de temps nécessaire entre l'excitation du- dit relais par suite d'inversion d'énergie et la fermeture de l'interrupteur de celui-ci pour amener le disjoncteur de réseau respectif à s'ouvrir.
D'autre part, on remarquera que les dis joncteurs de réseau 23 peuvent être déclenchés par l'opérateur de la station en ouvrant les disjoncteurs d haute tension 21. Dans ce cas, si le disjoncteur à haute tension 21 est ou vert, une inversion du flux d'énergie dans les lignes à basse tension et l'enroulement de transformateur respectif se produira, celle-ci provoquant le fonctionnement du relais 33 qui, à son tour, actionnera le disjoncteur de réseau 23 dans le sens d'ouverture de celui-ci.
Un des problèmes en relation avec les ins tallations à réseaux de distribution du type dans lequel un disjoncteur de réseau est com mandé automatiquement, aussi bien dans son fonctionnement d'enclenchement que dans son fonctionnement de déclenchement, est la dis position de moyens -de précaution pour empê cher des enclenchements et déclenchements ré pétés du disjoncteur quand les conditions de la ligne d'alimentation sont de nature .à ne pas maintenir le disjoncteur fermé.
Ce fonc tionnement indésirable, usuellement appelé "pompage", est évité dans l'installation dé crite par le fait que quand l'opérateur de la station ferme l'interrupteur de commande 42 en vue de l'enclenchement du disjoncteur de réseau 23, et quand ce dernier se rouvre im médiatement après en dépendance du fonc tionnement du relais 33, l'opérateur est in formé de ce fonctionnement par l'allumage de la lampe indicatrice 43 et n'actionnera alors plus ù nouveau l'interrupteur de commande 42 jusqu'à ce qu'il ait remédié aux condi tions anormales du circuit.
On voit ainsi que l'installation décrite comprend des moyens de commande pour les disjoncteurs de réseau 2:3 d'un circuit de dis tribution à basse tension, grâce auxquels les disjoncteurs de réseau 23 peuvent être com mandés à la main tant dans leur fonction de déclenchement que dans leur fonction d'en clenchement, par un opérateur manoeuvrant les disjoncteurs à haut tension 21 et les inter rupteurs de commande 42, respectivement, les disjoncteurs de réseau 23 étant déclenchés au tomatiquement, par suite d'ouverture, des dis joncteurs à haute tension 21, c'est-à-dire par suite d'interruption du courant de magnéti sation des transformateurs,
au moyen de re lais à commande par inversion d'énergie d'un type usuel en dépendance d'une inversion du flux d'énergie dans les lignes d'alimentation respectives qui est occasionnée en l'abscence dudit courant de magnétisation, et étant en- clenchés par suite de fermeture des interrup teurs de commande 42.
D'autre part, l'enclenchement commandé manuellement des disjoncteurs de réseau peut être effectué sans égard à l'enclenchement ou au déclenchement du disjoncteur à haute ten sion. Cette disposition est importante, du fait qu'elle facilite grandement la synchro nisation de sources indépendantes qui doivent être reliées au réseau.
Bien que l'installation décrite et représen tée soit du type monophasé, on comprend que l'invention est aussi applicable à une instal lation de distribution de courant alternatif ayant un nombre quelconque de phases et qu'elle est particulièrement avantageuse là où une simplicité extrême est désirée. Deux fils de commande sont représentés comme étant connectés entre l'interrupteur de commande 42 et la bobine d'enclenchement 31, mais il est évident qu'un retour par la terre pourrait remplacer l'un des fils de com mande.
De plus, si on le désire, les interrupteurs à main 42 peuvent être rempla cés par des interrupteurs suiveurs comman dés par les disjoncteurs à haute tension 21 respectifs, de façon que lors de l'enclenche ment d'un de ces derniers, le circuit de com mande qui renferme la bobine d'enclenche ment 31 du disjoncteur de réseau sera ferme pour effectuer l'enclenchement du disjoncteur. Enfin, la bobine de déclenchement 32 du dis joncteur de réseau 23, quoique représentée comme étant reliée en shunt, peut aussi être d'un autre type de connexion, par exemple du type à déclenchement à bas voltage.