Dispositif de protection d'une ligne électrique triphasée La présente invention a pour objet un disposi tif de protection d'une ligne électrique triphasée.
On sait qu'il existe des dispositifs de protection comportant, dans le cas d'une ligne triphasée, d'une part, des organes de sélection, comprenant des re lais de mise en route sensibles à l'une des grandeurs électriques affectées par un défaut (tension, courant, impédance, etc.), et des relais de commutation com- mandés par les relais de mise en route, et d'autre part, un organe de mesure unique pour tous les gen res de défaut,
comprenant au moins un relais direc tionnel alimenté par les organes de sélection au mo ment des défauts.
Ces dispositifs, relativement simples, fonction nent correctement quelle que soit la nature des dé fauts, si ceux-ci se produisent à une certaine dis- tance de l'extrémité du tronçon de ligne qu'ils pro tègent.
Ils fonctionnent également correctement pour des défauts entre phases et terre et pour des défauts entre deux phases, même si ceux-ci se produisent très près de l'extrémité dudit tronçon. Mais ils ne fonctionnent plus pour un défaut entre les trois pha ses (défaut triphasé) si celui-ci se produit très près de l'extrémité dudit tronçon.
En effet, l'organe de mesure est alimenté par des courants et des tensions choisis par les organes de sélection après l'apparition du défaut. Or, dans le cas d'un défaut triphasé près de l'extrémité du tronçon protégé, les tensions choisies sont évidem ment nulles, de sorte que le relais directionnel reste insensible.
Il existe également des dispositifs de protection ne comportant pas des organes de sélection, mais dont l'organe de mesure comprend un relais direc- tionnel par genre de défauts. Certains de ces dispo- sitifs possèdent six organes de mesure (trois pour les défauts entre phases, trois pour les défauts entre phase et neutre) ;
d'autres en possèdent quatre (trois pour les défauts entre phases, un pour les défauts en tre phase et neutre). Les relais directionnels de ces organes de mesure comportent généralement un en roulement de polarisation: qui constitue, avec un cir cuit oscillant, un circuit de résonance accordé à la fréquence du réseau. En régime normal, ce circuit de résonance est alimenté par une tension entre pha ses préalablement choisie.
Ces derniers dispositifs fonctionnent correcte- ment quels que soient le genre de défaut et la dis tance du défaut par rapport à l'extrémité du tronçon de ligne qu'ils protègent parce que, lorsque la ten sion qui alimente le circuit de résonance du relais directionnel disparaît à la suite d'un défaut, ledit circuit de résonance se met à osciller,
conservant ainsi pendant un certain temps la mémoire de la tension disparue. Mais ces dispositifs ont l'incon vénient d'être assez complexes et très onéreux.
La présente invention a pour but de fournir un dispositif de protection simple, n'utilisant qu'un or gane de mesure unique pour tous les genres de dé faut, mais fonctionnant toujours correctement quels que soient le genre de défaut et la distance du défaut par rapport à l'extrémité du tronçon de ligne que ledit dispositif protège.
Le dispositif de protection suivant l'invention comprend des organes de sélection constitués par des relais de mise en route et des relais de commu- tation, et un organe de mesure unique pour tous les genres de défaut constitué par un relais directionnel, ce dernier étant muni d'un enroulement de polarisa tion associé avec un circuit oscillant de manière à constituer un circuit de résonance accordé à la fré quence du réseau.
Ce dispositif est caractérisé en ce que, d'une part, les contacts des relais de mise en route sont reliés entre eux et avec les enroulements d'excitation des relais de commutation, et, d'autre part, les contacts des relais de commutation sont reliés entre eux et avec l'enroulement de polarisation et le circuit os cillant du relais directionnel, de façon telle que l'ex citation dudit enroulement de polarisation soit tou jours assurée,
quel que soit le genre de défaut, soit parce que le circuit de résonance accordé à la fré quence du réseau continue à osciller pendant un court laps de temps lorsque la tension à ses bornes vient à disparaître, soit parce que seul l'enroulement de polarisation est commuté sur deux phases saines.
La fig. unique du dessin annexé représente, sché matiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécu tion de l'objet de l'invention.
Sur cette fig. L1 , L2, 1,3 désignent les trois pha ses du réseau qu'il s'agit de protéger. Dans chacune des trois phases est intercalé un transformateur de courant 21, 22, 23. Les primaires des trois transfor- mateurs de tension 31, 32, 33 sont branchés en étoile entre chacune des phases Li, LZ , L,3 et le neutre<B>NI</B> du réseau.
Les secondaires de ces transformateurs sont également connectés en étoile. 0, 4, 8 désignent les conducteurs reliés respectivement à une des bor nes secondaires des transformateurs de tension. N est le conducteur neutre.
Les organes de sélection du dispositif de protec tion comprennent, d'une part, quatre relais de mise en route, 1, 2, 3 et 11 dont les enroulements d'ex citation respectifs sont El , E2, E3, <B>El,</B> , et d'autre part, trois relais de commutation 5, 6 et 7.
Dans l'exemple représenté, les relais de mise en route sont des relais ampèremétriques, de sorte que leurs enrou lements d'excitation respectifs El , E2, E3 sont bran chés dans les circuits secondaires des transforma teurs de courant 21, 22, 23 connectés en étoile. L'enroulement<B>El,</B> est branché entre le point neutre des enroulements d'excitation des relais 1, 2, 3 et le point neutre des secondaires des transformateurs de courant.
Les relais de mise en route 1, 2 et 3 fonctionnent respectivement en cas de défaut sur les phases Ll, 4, 4. En cas de défaut sur la phase Li , le relais 1 ouvre son contact l'. En cas de défaut sur la phase 4, le relais 2 ferme son contact 2' et ouvre son con tact 2". En cas de défaut sur la phase L3 , le relais 3 ferme son contact 3'. Le relais de mise en route 11 fonctionne en cas de défaut à la terre en fermant son contact 11'.
Les relais de commutation 5, 6 et 7 possèdent respectivement les enroulements d'excitation 50, 60 et 70. Une source auxiliaire est représentée par ses deux bornes 12 et 13. L'enroulement 50 est branché aux bornes de la source auxiliaire par la fermeture conjuguée des contacts 3' et 2" des relais de mise en route 3 et 2. L'enroulement 60 est branché aux bor nes de la source auxiliaire par la fermeture conjuguée des contacts l' et 2' des relais de mise en route 1 et 2. L'enroulement 70 est branché aux bornes de la source auxiliaire par la fermeture du contact 11' du relais de mise en route 11, fonctionnant en cas de défaut à la terre.
Le relais 5 commande la manoeuvre des contacts 51, 52, 53 et 54. Le relais 6 commande la manoeuvre des contacts 61 et 62. Le relais 7 commande la ma noeuvre des contacts 71, 72 et 73.
15 désigne un relais directionnel wattmétrique, sensible au sens d'écoulement de la puissance. II comporte un enroulement de polarisation 10. Cet enroulement fait partie d'un circuit de résonance accordé à la fréquence du réseau et comprenant un circuit oscillant constitué par une bobine de réac tance 9 et un condensateur 9'. Le relais directionnel 15 comporte également un enroulement de courant 14 qui est alimenté, d'une manière connue, par des transformateurs de courant intercalés dans chacune des trois phases.
En régime normal, les contacts<B>1",</B> 2', 2"', <B>3,</B> et 11' des relais de mise en route occupent les positions représentées sur la figure. Les relais 5, 6 et 7 ne sont pas excités et les contacts qu'ils commandent occu pent également les positions représentées sur la fi gure. Dans ces conditions, le circuit accordé 9-9'-l0 est connecté en permanence aux conducteurs 0-4.
En cas de défaut triphasé, les trois relais de mise en route 1, 2 et 3 fonctionnent. Le contact l' s'ouvre, le contact 2' se ferme, le contact 2" s'ouvre et le contact 3' se ferme. Mais dans la nouvelle position de ces contacts les relais 5 et 6 demeurent non exci tés. Le relais 7 n'est pas excité non plus, puisque son enroulement 70 est en série avec le contact 11' du relais de mise en route 11 pour les défauts à la terre, qui n'a pas fonctionné. Dans ces conditions le circuit de résonance 9-9'-10 demeure connecté aux conducteurs 0-4.
Ce circuit de résonance continue encore à osciller pendant un court laps de temps, et cette tension oscillatoire, qui est la mémoire de la tension disparue, continue à assurer l'excitation de l'enroulement de polarisation 10 du relais direction nel 15, lequel provoque, par la fermeture d'un con tact, le fonctionnement d'un disjoncteur qui met hors circuit la ligne en défaut.
En cas d'un défaut biphasé entre les phases Ll - L2, les deux relais de mise en route 1 et 2 fonction nent. Le contact l' s'ouvre, le contact 2' se ferme et le contact 2" s'ouvre.
Dans la nouvelle position de ces contacts, les relais 5 et 6 demeurent non ex cités et le circuit de résonance 9-9'-10 demeure connecté aux bornes des conducteurs 0-4. Ce circuit de résonance continue à osciller pendant un court laps de temps, et cette tension oscillatoire, continuant à assurer l'excitation de l'enroulement de polarisa- tion 10 du relais directionnel 15 provoque le fonc tionnement d'un disjoncteur, comme dans le cas pré cédent.
En cas d'un défaut biphasé entre les phases Ll les deux relais de mise en route 1 et 3 fonction nent. L'ouverture du contact 1' ne produit aucun ef fet, mais la fermeture du contact 3' permet l'excita tion de l'enroulement 50 du relais 5 par l'intermé diaire du contact 2" du relais 2 qui reste fermé. Les contacts 51 et 54 s'ouvrent, le contact 52 se ferme, tandis que le contact 53 quitte le plat 53' pour venir sur le plot 53".
Dans ces conditions l'enroulement de polarisation 10 du relais directionnel est alimenté par la tension entre les conducteurs 4 - 8, non af fectée par le défaut. Le relais directionnel 15 provo que alors, par la fermeture d'un contact, le fonc tionnement d'un disjoncteur qui met hors de cir cuit la ligne en défaut.
En cas de défaut biphasé entre les phases L2 - L,3, les deux relais de mise en route 2 et 3 fonctionnent. Le contact 3' se ferme, mais le contact 2", en série avec le contact 3', s'ouvre de sorte que l'enroulement 50 du relais 5 n'est pas excité. Mais la fermeture du contact 2' provoque l'excitation de l'enroulement 60 du relais 6.
Le contact 62 s'ouvre et le contact 61 quitte le plot 61' pour venir sur le plot 61 ". Dans ces conditions, l'enroulement de polarisation 10 du relais directionnel est alimenté par la tension entre les conducteurs 0 - 4, non affectée par le défaut.
Le dispositif de protection fonctionne en cas de défaut entre le neutre et l'une des trois phases, d'une manière analogue. L'enroulement de polarisation 10 du relais directionnel est alimenté par a) la tension entre le neutre et le conducteur 8, en cas de défaut entre le neutre et la phase L1, b) la tension entre le neutre et le conducteur 0, en cas de défaut entre le neutre et la phase L2 , c) la tension entre le neutre et le conducteur 4, en cas de défaut entre le neutre et la phase L3, le circuit oscillant 9-9' étant déconnecté dans tous ces cas.
Le relais directionnel 15 peut être de tout type connu (relais wattmétrique, relais sensible à l'argu ment de l'impédance, etc., ... ).