Installation pour la transformation d'énergie électrique au moyen de convertisseurs à vapeur. La présente invention se rapporte à une installation pour la transformation d'énergie électrique au moyen de convertisseurs à va peur.
En service, les convertisseurs électriques à vapeur sont soumis à des, renversements de caractéristique d@e commutation qu'on dé nomme usuellement arc en retour (arc-back). Lorsque dans l'un de plusieurs convertisseurs reliés en parallèle s'amorce un aire en retour, le reste des convertisseurs peut être alimenté en retour par le convertisseure en défaut, et si le défaut n'est pas vite éliminé,
le courant 'de l'arc dans le convertisseur en .défaut 'atteint une valeur qui est un multiple de .celle du courant -que supporte le convertis seur, de sorte que non seulement le conver tisseur lui-même, mais aussi les parties qui en dépendent telles que le transformateur et les dispositifs d'ouverture de circuit risquent d'être endommagées.
Grâce à l'impédance du convertisseur et des éléments précités, il faut un temps pour qu'un courant de retour s'établisse dans lde telles proportions anormales, et plus :grande sera la capacité des convertisseurs alimentant la barre collec trice, plus grand sera le courant qui s'établira.
Il est bon, par conséquent, de prévoir des circuits de protection qui sont susceptibles d'interrompre le courant .de retour traversant le convertisseur en défaut dans un temps de l'ordre d'un à trois cycles, un cycle étant le temps requis pour des installations à haute capacité. Après l'ouverture de l'interrupteur à courant continu reliant le convertisseur en dé faut -à la barre collectrice et aux convertis seurs fonctionnant correctement, le court-cir cuit persiste dans le convertisseur en défaut jusqu'à ce que l'interrupteur à courant alter natif s'ouvre, ce qui dure d'habitude plusieurs cycles.
Ceci peut être réalisé au moyen . de contacts auxiliaires prévus à l'interrupteur à courant continu et donne lieu à la mise hors de service de toutes les sections, qu'elles soient en défaut ou en ordre, reliées à un transformateur, ou par l'intermédiaire d'un interrupteur à courant alternatif, en vue de réduire les surcharges qui persistent plus longtemps que le temps correspondant<B>à</B> un cycle.
Le but principal .de l'invention est de réaliser un système de protection pour étein dre rapidement les, arcs dans une pluralité de convertisseurs reliés en parallèle dès que s'amorce un arc en retour dans l'un quel conque des convertisseurs.
L'installation faisant l'objet de l'inven tion comprend une pluralité de convertisseuns à lampes multiples, reliés en parallèle et interconnectant un circuit à courant alter natif polyphasé avec un circuit à courant continu, des moyens de commande compre nant un dispositif d'amorçage par impulsions pour chaque convertisseur, des moyens d'ali mentation de l'écran des.
lampes par courant alternatif pour chaque convertisseur, des moyens d'alimentation de l'écran des lampes par courant continu pour chaque convertis seur, une source de potentiel de commande, des -circuits individuels reliant ladite source au dispositif d'amorçage et aux circuits d'ali mentation de l'écran des lampes par -courant alternatif de chaque convertisseur, un relais fonctionnant rapidement en dépendance d'un défaut étant prévu pour -chacun des conver tisseurs ainsi que .des moyens d'interruption actionnés dés que paraît un défaut dans l'un quelconque des convertisseurs pour interrom pre tous les circuits.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemples, deux formes d'exécution de l'objet de l'invention.
La fi-. 1 montre le schéma de l'installa tion à convertisseurs suivant la première forme d'exécution; La fig. 2 montre le schéma de l'installa tion à convertisseurs suivant la, deuxième forme d'exécution, et la fig. 3 montre le schéma d'un conver tisseur muni d'un dispositif de commande.
L'installation suivant la. fig. 1 comprend deux convertisseurs reliés en parallèle, mais il est entendu que l'installation pourrait com prendre tout autre nombre désiré de conver tisseurs. Les deux convertisseurs prévus ici sont désignés par<I>A</I> et<I>B.</I> Un circuit à cou rant alternatif polyphasé 10 est relié à un circuit à courant continu 11 par l'in.termé- diaire de transformateurs l'2, qui répartissent le courant aux lampes individuelles,
13 de chacun des convertisseurs<I>A</I> et<I>B.</I> Chaque lampe 13 des convertisseurs est<I>de</I> préfé rence du type à amorçage et comprend une cathode d'amorça,-o#e vaporisable 15 (fig. 3) en matière convenable, par exemple en mer cure, ainsi qu'une anode coopérante 16, de préférence en graphite, qui est entourée d'un écran anodique de déssonisation 17, de préfé rence également en graphite,
une électrode d'amorçage 18 étant en contact avec la ca thode 1<B>à</B>.
Chacun des convertisseurs ,comporte un dispositif d'amorçage par impulsions 19 alimentant l'électrode d'amorçage, de préfé rence conçu selon le principe de déformation d'onde, ainsi qu'un circuit de commande com prenant une source de courant -continu sensi blement constant constituée ici par un redres seur à onde complète 20 alimenté par un cou rant alternatif approprié à l'aide d'un trans formateur de commande 25 fournissant un potentiel au dispositif d'amorçage 19 et :
à un transformateur de commande 211 dont. le po tentiel dépasse celui de la source de courant continu de commande 210. La source 2'5 de courant de -commande est reliée au dispositif d'amorçage 19 et au transformateur de com mande<B>21</B> de chacun des dispositifs:
-de com mande au moyen des contacts 19'8 de relais à .action rapide 98 connectés sur la source de courant continu de chaeun des convertisseurs <I>A</I> et<I>B.</I> Chacun de ces relais à action rapide 98 est de préférence du type à shunt magné- tique et comporte une pluralité :de contacts pour déconnecter tous les dispositifs de com mande des convertisseurs reliés en parallèle =1 et B. Il y aura toujours, par conséquent.
autant. de relais à action rapide et à. courant de retour 98 qu'il y a de convertisseurs A et B, chacun des: relais 9,8 étant désigné par l'index A ou B .dans des buts. d'identifi cation. Au conducteur de courant continu de chacun ides convertisseurs<I>A</I> et<I>B</I> est aussi associé un interrupteur de circuit jà courant renversé 72 fonctionnant encas d'un courant de retour en vue -de déconnecter le conver tisseur des barres coll.ectrices,de courant con tinu 11. Ces interrupteurs:
72 peuvent foàc- tionner à la vitesse désirée. Normalement, ils fonctionnent plus lentement que les relais 98 qui peuvent fonctionner à des vitesses de l'ordre ide 0,1 d'un cycle. Les: interrupteurs 72, comportent ides contacts, auxiliaires<B>172</B> qui s'ouvrent pour déconnecter la source de potentiel de commande 215 :des moyens de commande du convertisseur soumis à un arc en retour.
Les interrupteurs 721 comportent aussi un contact de retour 2172. qui est relié à un relais de rétablissement 9,8rx dont la bobine de commande est alimentée par l'in termédiaire d'une capacité 311 et d'une résis tance 32, de sorte que le relais 9'8rx agira momentanément, puis reprendra sa position d'ouverture.
En fonctionnant, :le relais 9'8rx donne lieu à l'alimentation ide. la bobine 3,5 du relais 918 du redresseur, de sorte que ce dernier est ramené à son état dans lequel les contacts 198 sont fermés.
-Supposonsi l'installation suivant la fig. 1 en service: après l'établissement -d'un courant en retour ou d'amorçage d'un air en retour, le relais à action rapide 98 du convertisseur en défaut, par exemple du convertisseur A, s'ouvre rapidement de façon à ouvrir ses contacts 198 et à interrompre l'alimentation des :
moyens .de commande. I4 en résulte une discontinuation des impulsions,d'allumage et > de potentiels de commande à courant alter natif imprimés aux écrans 17,
la source de courant continu 20 restant à l'état d'opéra tion pour empêcher l'opération de tous les convertisseurs -A-B. L'impulsion decourant c de retour qui a donné lieu à l'actionnement du relais à action rapide 98 a aussi donné lieu à l'actionnement ide. l'interrupteur à cou rant de retour 72 qui, étant donné qu'il :agit plus ;
lentement, interrompra la connexion avec le convertisseur en idéfautA. En même temps, les contacts auxiliaires, 172 de S'interrupteur 72 s'ouvriront de façon à interrompre l'ali mentation -des, moyens de commande,du con vertisseur en défaut A, et un contact @de re tour 2.72 sera actionné pour alimenter le re lais de rétablissement 9'8rx qui renferme le contact 19'8 du relais 9)
8 et rétablit le poten# \ciel ide commande pour les moyens @de, com- mande die tous, les convertisseurs, qui ne sont pas en défaut.
Dans l'installation suivant la fig. 2, les relais 98 ont des contacts l'98 disposés @diffé- remment et des. relais de surchairge. 9,9 sont prévus pour augmenter la portée de protec tion qui s'étendra non seulement aux -cou rants -de retour ou arcs en retour, mais aussi aux courants de ,surcharge provenant de toute source telle qu'un court-circuit dans le circuit de charge 11.
Chacun .des relais 98 et 90 est pourvu d'un contact de retour auxiliaire '2;9i8 et 29'9, tous ces contacts étant reliés en parallèle, -de porte qu'en suite de l'ouverture de l'un ou l'autre des relais 98 et 99, un relais à temps 40 sera mis en jeu qui, après un intervalle de temps déterminé, fermera ses contacts 140 pour alimenter un relais de rétablissement 98rx. Il s'ensuit que ce dernier relais ferme ses contacts (le façon à donner lieu<B>à</B> l'exci tation des bobines 98r et 99r des relais 98 et 99.
En supposant qu'un arc en retour s'établit dans un des convertisseurs reliés en parallèle, par exemple dans le convertisseur A, le relais 98-A réagira rapidement de façon à ouvrir sers contacts 198 -dans un intervalle -de temps de l'ordre @de 0,1 cycle et à provoquer une discontinuité des impulsions imprimées à l'électrode d'amorçage et aux écrans d'anode du convertisseur A, tandis que la source de courant continu 20 tendra à empêcher toute lampe 13 du convertisseur A, qui ne reçoit pas encore de courant,
d'être soumise aux conditions dues à l'arc en retour. Le courant de surcharge provenant des convertisseurs restants qui ne sont pas en défaut fera réagir les relais de surcharge rapidement, de façon à rendre les impulsions imprimées à l'élec trode d'amorçage et auxdits écrans dis continues et à déterminer, grâce à. la com mande .directe de la source 2'0 un courant provenant des sections qui ne sont pas en défaut.
L'interrupteur 72-A s'ouvre aussi de façon à déconnecter le convertisseur A -des barres collectrices à courant continu 11. L'ou- verture, des relais 9!8 et 99 a entre temps donné lieu, par l'intermédiaire des contacts 298 et 29%9, à l'alimentation du relais à temps 40 qui, après un intervalle de temps déter miné, ferme ses contacts en vue de l'excita tion, soit directe,
soit par l'intermédiaire d'un relais de rétablissement 9@9rx, des bo bines 98r et 9,9r pour rétablir les relais 98 et 99 et remettre en service les convertisseurs en défaut, tandis que les contacts, auxiliaires 172 de l'interrupteur 72=A @de la section en défaut empêche la. réexcitation des moyens de commande -du convertisseur en défaut.
En cas de courant de surcharge provoqué par exemple par un court-circuit dans la barre collectrice à couranit continu 11, les relais 99 agiront pour éliminer l'action de commande à courant alternatif provoquant les impulsions imprimées à l'éle,ctrode,d'amor- çage et aux écrans d'anode, de sorte que le courant à travers les convertisseurs est :coupé.
Par leur action, les relais 9,9 ferment les contacts 2,99 qui mettent en jeu le relais, à temps 40 qui, après un certain intervalle de temps, provoque de nouveau l'envoi d'impul sions d'amorçage, de sorte que les conver tisseurs recommencent à fournir du courant et, si le défaut n'a pas été éliminé, les relais 99 fonctionneront de nouveau.
De préférence, des moyens de verrouillage (non représentés) sont prévus pour maintenir les convertisseurs à l'état de fermeture après, une nouvelle fer meture déterminée du refilais 99, ou bien un des .dispositifs de mesure de charge bien connu peut être appliqué pour verrouiller le convertisseur aussi longtemps que les condi tions de courant de surcharge existent.