CH99866A - Dispositif de protection d'une installation électrique à courant alternatif contre des courants irréguliers pouvant circuler dans son circuit. - Google Patents

Description

  Dispositif de protection d'une installation électrique à courant alternatif conte  des courants irréguliers pouvant circuler dans son circuit.    L'objet :de l'invention est un dispositif de  protection d'une installation électrique à cou  rant alternatif contre des courants     irréguliers     pouvant circuler dans son circuit.  



  Dans la plupart des circuits     alimentant     des installations électriques à courant     alter-          natif,    des courants irréguliers     peuvent    .circu  ler: ils peuvent être dus aux générateurs,  surtout lorsque ceux-ci sont actionnés par  des moteurs à combustion. interne, aux redres  seurs utilisés pour la     transformation    du cou  rant alternatif en courant     continu,    par exem  ple à des redresseurs à mercure.  



  Le dispositif selon l'invention pare à cet  inconvénient et comporte à cet effet une déri  vation ménagée dans l'installation et disposée,  d'une part, de manière .que les courants irré  guliers soient court-circuités par elle, d'autre  part, de façon que le passage du courant ré  gulier en elle soit empêché.  



  Le dessin annexé représente schématique  ment. plusieurs formes d'exécution du dis  positif, données à titre d'exemples.    Les     fig.    1 à 3 montrent trois appareils qui  servent à l'obtention de courant continu au  moyen de redresseurs à mercure en partant  .de courant alternatif monophasé fourni par  des installations à protéger, auxquelles sont  appliquées trois premières formes d'exécution;

    La     fig.    4 représente un appareil qui est  utilisé pour l'obtention de courant     continu.au     moyen de redresseurs à mercure en partant  de courant alternatif triphasé livré par l'ins  tallation à protéger à laquelle une     quatrième     forme d'exécution est     appliquée;     Les     fig.    5 et 6 sont des vues de deux au  tres formes d'exécution     du    dispositif.  



  Selon la     fig.    1, les deux     -conducteurs        L,        L,     de l'installation à courant alternatif mono  phasé, de forme sinusoïdale, à protéger sont  reliés aux anodes<I>A,</I>     Az    de deux lampes 1, 2  -d'un redresseur à mercure qui alimente une  installation N à -courant continu.

   Les catho  des     K1        K2    des lampes 1, 2 sont reliées l'une  à l'autre et à la borne positive     K    du circuit  continu dont l'autre borne négative est cons  tituée par le point     médian    B d'une bobine de      self-induction<I>C D</I> branchée entre les deux  conducteurs     1,   <I>1,</I> à courant alternatif venant  des conducteurs de ligne     L,    L, et aboutissant  aux anodes A,     A2.     



  On sait que     idu    côté alternatif le redres  seur, dans sa forme simple, provoque une  déformation accusée de l'onde sinusoïdale du  courant; il pourrait en     résulter    des courants  irréguliers dans     l'installatiun    à courant al  ternatif; en outre cette déformation pourrait  provoquer des troubles sur des lignes télépho  niques voisines, car de telles lignes sont sen  sibles à l'action des harmoniques d'ordre élevé  qu'entraîne une telle déformation.  



  Dans le but d'éviter ces inconvénients les  courants irréguliers provenant de     la:    défor  mation de l'onde sont court-circuités par la  dérivation<I>r-</I>     Ta,    réunissant les conducteurs       h   <I>1,</I> entre les conducteurs     L,   <I>L,</I> et la bobine  de self-induction<I>CD.</I> Cette dérivation     j=I!,,     comporte une machine     n2,    par exemple un  moteur synchrone (amorti), un moteur asyn  chrone à, cage d'écureuil, donnant à tout mo  ment une tension égale et opposée à la tension  d'onde fondamentale du courant alternatif;

    une telle machine     7n    s'oppose donc au passage  de tout courant régulier d'onde fondamentale,  à part celui     nécessaire    pour compenser ses  pertes à vide. Il suffit que son circuit soit  sans résistance et sans self-induction pour  qu'il constitue un court-circuit franc pour  tout courant irrégulier ayant une onde dif  férente et dû au redresseur.  



  Une bobine de self-induction le est inter  calée de façon connue dans le conducteur 1,  en     vite    de réduire l'importance des courants  irréguliers et d'absorber la tension d'harmo  nique correspondante; elle constitue     malheu-          reusement    une impédance importante pour le  courant régulier     .d'onde    fondamentale.  



  Dans le dispositif que montre la fi-. 2, la  résistance de la, dérivation contenant la ma  chine     7n    est annulée par des moyens     connus     non représentés, par exemple au moyen d'une  machine en série tournant en génératrice.

         Quant    à la self-induction de cette dérivation       r--1L,    on l'annule en intercalant dans celle-ci  un enroulement<B>1</B> qui est traversé par le    champ de la bobine (le     self-induction        Ic,    in  tercsalée .dans le conducteur l,, et dont le  coefficient     m    d'induction mutuel, par rapport  à     IL,    est précisément égal au .coefficient de     self-          induction    (le toute la dérivation     r-h,    Le  courant régulier d'onde fondamentale, en tra  versant la     bobine    la,

       induit    dans     l    une cer  taine     tension    d'onde fondamentale ne     d    pré  cisément égale et opposée à la. tension
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    se     produisant    par induction     .dans    ladite déri  vation: les deux     tensions    s'annulent. Il en  résulte, d'autre part, que la tension d'onde  fondamentale aux bornes de la machine     iia     est un peu différente de celle entre les points       r        h,,    mais ce fait est sans influence sur le  fonctionnement du dispositif.  



  On remarquera que, si la dérivation     r-h,     constitue un court-circuit pour les courants  harmoniques dus aux lampes 1., 2 .du redres  seur, il conserve toute la self-induction (ren  forcée d'ailleurs par celle de     l)    pour les cou  rants venant de     L,    et L,. car ceux-ci aie Tra  versent pas la, bobine     h,    et     n'induisent    donc  pas de tension d'induction     mutuelle.     



  Comme cela a été dit plus haut, la bobine  de self-induction     IL    de la fi-. 1 constitue une  impédance     importante    pour le courant régulier  d'onde fondamentale. En vue d'éviter cet  inconvénient elle est remplacée ici par un  appareil de self-induction à collecteur: la bo  bine     h,    en série avec le     conduct,eur        l::    est mon  tée sur le rotor de l'appareil de self-induction.  et la bobine     L,    intercalée dans la dérivation       r-la,,    est     disposée    sur le stator de ce même  appareil.

   Il s'agit de court-circuiter pério  diquement la     r@actan.ce    pour l'oncle fondamen  tale de la bobine     1è,        constituant    le rotor, afin  qu'elle n'empêche pas le     passage    du courant  principal. Pour cela le rotor renferme un  conducteur relié à :des lamelles     i        j    qui vien  nent au passage en contact avec des touches  ou balais fixes     g    g,, court-circuitant ainsi la  bobine la.  



  Le rotor peut être actionné par la ma  chine     m    de manière à tourner à la même vi  tesse que celle-ci.      Le     sebéma    de la     fig.    3 représente un re  dresseur monophasé à deux lampes 1, 2 sup  posé alimenté à haute tension; sur les con  ducteurs de ligne     L,        Lz    !de l'installation à  protéger est branché l'enroulement primaire  d'un transformateur     C-D    dont le secondaire       est    bobiné pour la tension entre anodes Al       A2    et cathodes     Kl        ±C2.     



  Dans chacun des conducteurs     h   <B>1,</B> reliant  le secondaire du transformateur     C-C    aux       anodes   <I>Al</I>     A2    est intercalé un enroulement  primaire     p1    ou     p2    d'un transformateur T .dont  le secondaire unique s alimente la bobine de  self-induction à collecteur.

   L'emploi     .clos    deux  enroulements primaires est justifié par la né  cessité de maintenir le point B du secondaire  du transformateur     C-D        rigoureusement    neu  tre par rapport aux anodes Al     A2.    Le stator  (le la machine     in    est connecté en dos points       q1        q2,    convenablement choisis sur les     enrou-          lemeni:

  s        p1        y2    qui ferment .ainsi un     autotrans-          formateur.    Il est évident que .de cette façon  rien n'est changé dans le fonctionnement de  ces enroulements.  



  Le     stator,de    la machine     iii,    pourrait aussi  être connecté aux bornes de l'enroulement se  condaire du transformateur     C-D    avec inter  calation dans son. circuit d'enroulements de  compensation de la self-induction.  



  Le redresseur triphasé de la,     fig.    4 est  alimenté par la ligne     L,        L2        Ls   <I>-à</I> haute ten  sion par     l'intermédiaire    d'un transformateur       Tl    dont le primaire est en triangle et le se  condaire en étoile. Les phases de -ce dernier  <I>sont</I> reliées aux anodes     A1        A2    As du redres  seur par     clos    conducteurs     1l   <B>4</B>     l3        et    la borne  négative de l'installation N à courant con  tinu au point neutre B de ce secondaire.

   Dans  les .conducteurs     h    12     1s    sont     interoalés    les en  roulements primaires     p1        p2        p3    d'un transfor  mateur triphasé     T2    aux points médians des  quels la machine     d'induction    triphasée m est  connectée. Les enroulements secondaires     s1        s2     s3 de ce transformateur alimentent la     self-          induction    à collecteur     h-1.     



  La forme d'exécution du dispositif selon  la     fig.    6 présente plusieurs circuits     gal        y122        ms     en parallèle, remplaçant la machine     m    des    formes d'exécution précédentes.

   Chacun d'eux  comporte une self-induction     al    ou     a2    ou     u3     en série avec une capacité cl ou     C    ou     c3;    la  self-induction et la capacité forment un en  semble résonnant pour une certaine onde per  turbatrice différant des ondes pour lesquelles  les ensembles des autres circuits résonnent:  une onde perturbatrice donnée et le courant  irrégulier auquel elle .donne naissance sont  donc court-circuités par chacun de ces cir  cuits     ml        m2        m3.     



  Il faut cependant éviter que l'onde princi  pale et le     courant    régulier correspondant  puissent passer par ces dernières. Dans ce  but chacun de ces circuits contient une     self-          induction        b1    ou     b2    ou     bs    montée en parallèle  avec la capacité cl ou     c2    ou c3.  



  La solution donnée par cette forme d'exé  cution est imparfaite, car les différents cir  cuits in,     m2        m3    ne résonnent que pour des  ondes perturbatrices déterminées; il en fau  drait donc un très grand nombre si l'on vou  lait -court-circuiter toutes les ondes pertur  batrices qui peuvent être gênantes. D'ailleurs  la résistance de ces circuits n'est pas com  pensée, à moins d'intercaler en eux une     g6né-          ratrice    formant     résistance    négative.  



  On peut d'ailleurs se dispenser, dans beau  coup de cas, de la     self-induction        b1    ou     b2    ou       b3    montée en parallèle avec la capacité     cl    ou       c2    ou     es,    étant donné que le courant principal  est faible et est ;décalé en avant.

   La     fig.    5  montre une forme d'exécution dans laquelle  cette self-induction n'existe pas; chacun des  circuits<I>dl</I>     d2        ds    comprend uniquement en sé  rie la self-induction<I>a,</I> ou     a2    ou     cas    et la ca  pacité cl ou C ou     es-          Le    dispositif peut être appliqué en -com  binaison     avec    des redresseurs autres que des  redresseurs à mercure, par exemple à des re  dresseurs à commutateur ou à contacts vi  brants. Elle peut être utilisée pour protéger  n'importe quelle installation électrique à cou  rant alternatif. .

Claims (1)

1. REVENDICATION Dispositif de protection d'une installa tion électrique à courant alternatif contre des courants irréguliers pouvant circuler da.rrs son circuit, caractérisé en ce qu'il comporte une dérivation ménagée dans l'installation et disposée, d'une part, de manière que les cou rants irréguliers soient court-circuités par elle, d'autre part, de façon que le passage dit courant régulier en elle soit empêché.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Dispositif de protection d'une installation électrique à courant alternatif selon la revendication, caractérisé en ce que la dérivation comporte des moyens produi sant en elle une tension en tout moment opposée et égale à celle du courant régu lier, afin d'empêcher le passage de celle-ci dans cette dérivation.

   \? Dispositif de protection selon la revendi cation, caractérisé en ce que la dérivation comporte plusieurs circuits comprenant chacun une self-induction et une capa cité qui sont montées en série et sont choi sies de manière à résonner pour une fré quence donnée et à court-circuiter ainsi le courant irrégulier de cette fréquence. 3 Dispositif de protection selon la revendi cation et la sous-revendication 2, carar.- térisé en ce que dans chaque circuit une self-induction est montée en parallèle avec la capacité.

   t Dispositif de protection selon la revendi cation, caractérisé en ce que la dérivation comporte ides moyens annulant sa résis tance. > Dispositif de protection selon la revendi cation, caractérisé en ce que la dérivation comporte des moyens annulant sa self- induction. 6 Dispositif de protection selon la revendi cation et la sous-revendication 5, carac térisé en ce que les moyens mentionnés dans la sous-revendication 5 sont consti tués par un appareil de self-induction à collecteur.

   7 Dispositif de protection selon la revendi- cation et les sous-revendications 5, 6, ca ractérisé en ce que la self-induction de la dérivation est annulée au moyen d'un enroulement monté sur le stator de l'ap pareil de self-induction à, collecteur et ayant un coefficient d'induction mutuelle, par rapport à ce dernier, égal au coeffi cient de la self-induction de la dérivation à annuler, les connexions des enroulements étant telles que toute tension de self-in duction produite dans la dérivation est annulée par une tension d'induction égale et opposée produite dans cet enroulement.

   8 Dispositif de protection selon la revendi cation et la sous-revendication 1, carac térisé en ce que la tension est produite par un moteur synchrone. 9 Dispositif de protection selon la revendi cation et la sous-revendication 1, carac térisé en ce .que la tension est produite par un moteur asynchrone. 10 Dispositif de protection selon la revendi cation et les sous-revendications 5, 6, ca ractérisé en ce que l'app.a.reil de self induction à collecteur est branché sur un circuit alimenté par l'enroulement secon daire d'un transformateur dont l'enroule ment primaire est branché sur le circuit mentionné dans la revendication.

   Il Dispositif de protection selon la revendi cation et les sous-revendications 5, 6, 7, caractérisé en ce que l'une des extrémités de la, dérivation est branchée en un point de l'enroulement de self-induction men tionné à la sous-revendication 7, de façon que la self-induction de la, dérivation soit annulée.

   12 Dispositif de protection selon la reveridi- ca,tion et les sous-revendications 5, 6, et appliqué à un courant monophasé, carac térisé en ce que l'appareil de self-induc tion à collecteur comporte deux parties disposées chacune sur l'un des fils du circuit et en des points où aboutissent les extrémités de la, dérivation. 13 Dispositif de protection selon la revendi cation et les sous-revendications 5, 6, 10, et appliqué à un courant monophasé, ca ractérisé en ce que l'enroulement primaire du transformateur comporte deux parties disposées chacune dans l'un des conduc teurs du circuit d'alimentation.

   14 Dispositif de protection selon la revendi cation et les sous-revendications 5, 6,-10, caractérisé en ce que les enroulements de self-induction constituent des enroule ments primaires du transformateur.