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Système automatique de test et de réenclenchement des disjoncteurs pour lignes de traction à courant contins
Actuellement dans les sous-stations de traction à courant continu, dès que les disjoncteurs fonctionnent pour une cause quelconque,telle que surcharge de la ligne, @ court-circuit, etc.*. en effectue une série de test ou es-
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sais des lignes et des feeders qui les alimentent en envoyant dans ces conducteurs un courant alternatif, avant de réen- clencher les disjoncteurs pour lancer dans lesdites lignes le courant continu.
Or, ces test se faisant au moyen de commande manuelle,nécessitent une surveillance permanente et entraî- nent une perte de temps importante .
C'est pour se libérer de ces sujétions que le Demandeur a imaginé le système automatique de test consistant à envoyer dans les feeders et lignes des émissions succes- sives et périodiques de courant alternatif de fréquence industrielle et d'intensité limitée par une résistance non inductive et cela jusqu'à ce que la valeur du courant de test permette le réenclenchement automatique du disjoncteur.
La valeur de la résistance de limitation doit être théoriquement égale à l'impédance maximum des moteurs de traction ayant pu rester en circuit au moment du test.
La résistance peut présenter une valeur voisine de 10 ohms, mais pourrait évidemment être modifiée suivant lesnstalla- tions, la puissance des moteurs de tramways etc....
Quant aux caractéristiques du courant de test, elles sont également fonction de la nature de l'instal- lation, mais l'on doit tenir compte des indications suivan- tes:
Le test doit pouvoir être fait soit pendant la mar- che normale de -la sous-station, soit après l'arrêt des uni- tés de ladite sous-station et pendant que l'alimentation de sa zone d'action est assuréepar une sous-station voi- sine.
Dans ces conditions, on comprend que les sous-sta- tions pour être automatiques doivent être munies d'un pe- tit transformateur ou autre appareil analogue affecté spé-
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cialement à l'alimentation de la ligne de test, lequel transformateur peut accessoirement alimenter certains circuits auxiliaires
La tension alternative du courant de test pourra être par exemple 250 volts, l'intensité maximum 25 ampères, et la puissance du transformateur 10 K.V.A..
Enfin, la durée du courant de test et sa péripdi cité peuvent être variables, par exemple le test peut être de 2 à 4 secondes et doit se reproduire périodiquement en cas de non réenclenchement du disjoncteur, chaque test étant séparé du test suivant par un intervalle de temps de 50 secondes à une minute .
Ce système de test automatique et périodique est assuré au moyen d'un ensemble de relais à action diffé- rée, agencé et combiné de manière que l'ouverture du disjoncteur connecte automatiquement les feeders sur le circuit de test.
La description qui va suivre, en regard du des- fin annexé, donné à titre d'exemple, fera bien comprendre la manière dont l'invention est réalisée.
La fig. 1 est un schéma de montage d'un test périodique sur feeder unique.
La fig, 2 est un schéma de l'application du test périodique à l'équipement d'une sous-station auto- matique comportant un certain nombre de départs de feeders (7 départs).
Comme on le voit figé 1, le circuit de test, branché entre la barre négative et le feeder F com- prend le transformateur T, la résistance R, le Contacteur unipolaire de test 9 (25 ampères, 250 volts) la bobine de commande du relais instantané 10 permettant le réenclenche- ment automatique du disjoncteur 1 si l'intensité du cou- rant de test est inférieure à la valeur critique.
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De plus, l'installation comprend le relais à ouver- ture 2, qui sur le schéma a été représenté distinct du dis- joncteur l,Mais en pratique fait partie intégrante dudit disjoncteur, un contact 3 se fermant automatiquement au moment de l'ouverture du disjoncteur 1 de manière à envoyer du courant dans l'ensemble des relais auxiliaires comprenant le relais bipolaire à fermeture 6, à action différée de 3 secondes et excité en parallèle avec le contacteur instanta- né 9, le relais 11 à action différée de 1 seconde, le relais 5 à action instantanée , dénommé dans la suite "relais initial", le relais 12 également à action instantanée et le relais 15 à action différée de 50 secondes .
4 est un interrupteur qui une fois ouvert immobili- se tous les relais auxiliaires et provoque l'ouverture du disjoncteur 1.
Le fonctionnement du test a lieu de la manière sui- vante : Au moment de l'ouverture du disjoncteur 1 provo- quée par surintensité passant par le relais à.ouverture 2, le contact 3 se trouve établi envoyant du courant sur l'en- semble des relais auxiliaires.
Le relais initia se ferme, son contact alimente le relais bipolaire 6 à action différée de 3 secondes et le contacteur de test 9.
Si l'intensité du courant de test est inférieur à la valeur critiquer le relais instantané 10 reste inactif, et après trois secondes les contact 7 et 8 du relais 6 s'établissent, le contact 8, en particulier réalimente le disjoncteur 1 qui se referme avant que le relais 11 ait fonc- tionné, ce dernier étant différé de une seconde.
Si l'intensité de test est supérieure à la valeur critique le contact du relais 10 s'ouvre, et au moment de
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l'établissement des contacts 7 et 8 du relais 6, seul le contact 7 est efficace et alimente le relais 11 à action différée de une seconde .
L'établissement du contact du relais 11 excita en parallèle le relais instantané;12 et le relais 15 à ouvertu- re différée de 50 secondes.
Au. moment où 12 fonctionne, l'un de ses contacts 14 à ouverture coupe l'alimentation du relais 5. Les relais et contacteurs 5; 6, 9, 11 tombent, c'est-à-dire s'ouvrent ce qui, en particulier, coupe le courant du test. Le con- tact à fermeture 13 du relais 12 maintient alimenté ce der- nier en parallèle avec 15 .
Au bout de 50 secondes le relais 15 s'ouvre, c'est- à-dire se coupe à son tour et coupe également 12, le relais 5 se referme et l'opération de test recommence et ainsi de suite jusqu'à ce que le court-circuit en ligne ayant disparu le disjoncteur li se referme. Le contact auxiliaire 3 s'ouvre et fait tomber c'est-à-dire ouvrir, l'ensemble des relais auxiliaires ,
Dans le cas d'une sous-station équipée avec un nombre quelconque de feeders, plusieurs conditions essen- tielles sont à réaliser :
1 - un disjoncteur de feeder quelconque "a" s'ou- vrant doit immédiatement connecter son feeder sur test.
Pendant les trois secondes de test, tous les relais auxiliaires des autres panneaux de feeder doivent être immobilisés, mais doivent pouvoir fonctionner normale- ment pendant les 50 secondes constituant la plus grande par- tie du cycle exposé précédemment, si à la suite des trois secondes de test le disjoncteur du feeder "a" ne s'est pas refermé.
II - au cas où deux ou plusieurs disjoncteurs s'ouvriraient simultanément (disjonction générale ou man-
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que de tension continue) le test et le réencledchement des disjoncteurs doivent se faire dans un ordre défini.
III - l'opération complète de test sur un feeder quelqonque ne doit pas demander au total plus de 6 à 7 secondes.
Ces différentes conditions sont réalisées en tem- porisant l'action du relais 5 conformément au schéma 2 dans lequel:
On a supposé que la sous-station comprenait 7 panneaux de feeders à courant continu, désignés, par les indices a , b , 0, chacun de ces panneaux est pourvu d'un équipement identique à celui représenté sur la fig. 1, toute- fois le relais 5 de l'un quelconque de ces panneaux est temporisé d'une valeur différente de celle des relais 5 de tous les autres panneaux.
Par exemple, la temporisation de ces relais sera :
5 (a) temporisation nulle relais instantané
5, (b) -"- 0,5 seconde
5 (c) -"- 1 seconde
5 (n) -"- 0,5 (n-1) secondes.
Dans le cas de la fig. ou n=7,le relais 5 du 7ème panneau fonctionne avec temporisation de 3 secondes.
Chacun des relais initiaux 5 commande n contacts au lieu d'un seul, de, sorte qu'au moment du fonctionnement de l'un de ces relais celui-ci:
1 - ferme les circuits du relais 6 et du contac- teur 9 du panneau intéressé,
2 -,coupe l'alimentation des relais 5 des n-l autres panneaux de feeder.
De cette façon, le test ne peut se produire que sur un feeder, et un seul.
En cas de disjonction simultanée sur plusieurs
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feeders, il importe que les relais 5 des panneaux corres- pondants ne fonctionnent pas en même temps pour éviter des battements. Dans ce but, on leur donne à chacun un diffé- ré croissant de 1/2 en 1/2 secondes, temporisation néces- saire et suffisante pour obtenir une sélection.
Il va de soi que des modifications peuvent être apportées aux dispositions qui viennent d'être décrites, sans pour cela sortir du cadre de la présente invention.
REVENDICATIONS.
1 - Système de test automatique, particulière- ment applicable aux lignes de traction à courant continu, consistant à envoyer dans les feeders et les lignes des émissions successives et périodiques de courant alternatif dont l'intensité est limitée à l'aide d'une résistance non inductive, et cela jusqu'à ce que la valeur du courant de test permette le réenclenchement automatique du disjoncteur.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Automatic system for testing and reclosing circuit breakers for DC traction lines
Currently in direct current traction substations, as soon as the circuit breakers operate for any reason, such as line overload, @ short circuit, etc. *. performs a series of tests or is
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seize the lines and feeders which supply them by sending an alternating current through these conductors, before resetting the circuit breakers to start the direct current in said lines.
However, these tests being carried out by means of manual control, require permanent monitoring and lead to a significant loss of time.
It is to free himself from these constraints that the Applicant has devised the automatic test system consisting in sending successive and periodic alternating current emissions of industrial frequency and intensity limited by a non-inductive resistance to the feeders and lines. and this until the value of the test current allows automatic reclosing of the circuit breaker.
The value of the limiting resistor must theoretically be equal to the maximum impedance of the traction motors that could have remained in circuit at the time of the test.
The resistance can present a value close to 10 ohms, but could obviously be modified according to the installations, the power of the tramway motors etc ....
As for the characteristics of the test current, they also depend on the nature of the installation, but the following indications must be taken into account:
The test must be able to be carried out either during normal operation of the substation, or after stopping the units of said substation and while the power supply to its zone of action is ensured by a substation. - neighboring station.
Under these conditions, it will be understood that the substations, in order to be automatic, must be fitted with a small transformer or other similar device specially assigned.
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primarily to the test line power supply, which transformer can incidentally power certain auxiliary circuits
The alternating voltage of the test current could be for example 250 volts, the maximum intensity 25 amps, and the power of the transformer 10 K.V.A ..
Finally, the duration of the test current and its peripdi cited can be variable, for example the test can be from 2 to 4 seconds and must be repeated periodically in the event of not reclosing of the circuit breaker, each test being separated from the following test by an interval. from 50 seconds to one minute.
This automatic and periodic test system is ensured by means of a set of delayed action relays, arranged and combined in such a way that the opening of the circuit breaker automatically connects the feeders to the test circuit.
The description which will follow, with regard to the appended definition, given by way of example, will make the manner in which the invention is implemented clearly understood.
Fig. 1 is an assembly diagram of a periodic test on a single feeder.
FIG. 2 is a diagram of the application of the periodic test to the equipment of an automatic substation comprising a certain number of feeder departures (7 departures).
As can be seen in 1, the test circuit, connected between the negative bar and the feeder F comprises the transformer T, the resistor R, the single-pole test contactor 9 (25 amps, 250 volts) the control coil of the instantaneous relay 10 allowing automatic reclosing of circuit breaker 1 if the intensity of the test current is less than the critical value.
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In addition, the installation includes the opening relay 2, which on the diagram has been shown separate from the circuit breaker 1, but in practice is an integral part of said circuit breaker, a contact 3 closing automatically when opening. of circuit breaker 1 so as to send current to all of the auxiliary relays comprising the 2-pole closing relay 6, with delayed action of 3 seconds and energized in parallel with instantaneous contactor 9, relay 11 with delayed action of 1 second, instantaneous-action relay 5, hereinafter referred to as “initial relay”, instantaneous-action relay 12 also, and 50-second delayed action relay 15.
4 is a switch which, once opened, immobilizes all the auxiliary relays and opens circuit breaker 1.
The operation of the test takes place as follows: When circuit breaker 1 opens, caused by overcurrent passing through relay on opening 2, contact 3 is established, sending current to the input. seem like auxiliary relays.
The initia relay closes, its contact supplies the bipolar relay 6 with delayed action 3 seconds and the test contactor 9.
If the intensity of the test current is less than the critical value, instantaneous relay 10 remains inactive, and after three seconds contacts 7 and 8 of relay 6 are established, contact 8, in particular resupplies circuit breaker 1 which closes before relay 11 has operated, the latter being delayed by one second.
If the test current is greater than the critical value, the contact of relay 10 opens, and when
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establishing contacts 7 and 8 of relay 6, only contact 7 is effective and supplies relay 11 with delayed action by one second.
The establishment of the contact of relay 11 energized in parallel instantaneous relay 12 and relay 15 with delayed opening of 50 seconds.
At. when 12 is operating, one of its opening contacts 14 cuts off the power supply to relay 5. The relays and contactors 5; 6, 9, 11 fall, that is, open which, in particular, cuts off the current of the test. The closing contact 13 of relay 12 keeps the latter supplied in parallel with 15.
After 50 seconds, relay 15 opens, that is to say cuts itself off and also cuts 12, relay 5 closes and the test operation starts again and so on until the line short-circuit having disappeared, the circuit-breaker li closes again. Auxiliary contact 3 opens and releases, i.e. opens, all the auxiliary relays,
In the case of a substation equipped with any number of feeders, several essential conditions must be met:
1 - any opening feeder circuit breaker "a" must immediately connect its feeder on test.
During the three seconds of testing, all the auxiliary relays of the other feeder panels must be immobilized, but must be able to operate normally for the 50 seconds constituting the largest part of the cycle described above, if after the three seconds the feeder circuit breaker "a" has not closed.
II - in the event that two or more circuit breakers open simultaneously (general circuit breaker or
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DC voltage) the circuit breakers must be tested and reset in a defined order.
III - the complete test operation on any feeder should not take more than 6 to 7 seconds in total.
These different conditions are achieved by delaying the action of relay 5 in accordance with diagram 2 in which:
It was assumed that the substation included 7 panels of direct current feeders, designated by the indices a, b, 0, each of these panels is provided with equipment identical to that shown in FIG. 1, however, relay 5 on any one of these panels is timed by a different value than relays 5 on all other panels.
For example, the timing of these relays will be:
5 (a) instantaneous relay zero time delay
5, (b) - "- 0.5 seconds
5 (c) - "- 1 second
5 (n) - "- 0.5 (n-1) seconds.
In the case of fig. or n = 7, relay 5 of the 7th panel operates with a 3 second time delay.
Each of the initial relays 5 controls n contacts instead of just one, so that when one of these relays is operating it:
1 - closes the circuits of relay 6 and contactor 9 of the panel concerned,
2 -, cuts the power to relays 5 of the n-l other feeder panels.
This way the test can only occur on one feeder, and one.
In case of simultaneous disjunction on several
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feeders, it is important that the relays 5 of the correspon- ding panels do not operate at the same time in order to avoid flapping. To this end, they are each given an increasing delay of 1/2 in 1/2 seconds, time delay necessary and sufficient to obtain a selection.
It goes without saying that modifications can be made to the arrangements which have just been described, without departing from the scope of the present invention.
CLAIMS.
1 - Automatic test system, particularly applicable to direct current traction lines, consisting in sending successive and periodic emissions of alternating current to the feeders and lines, the intensity of which is limited by means of a resistor non-inductive, and this until the value of the test current allows automatic reclosing of the circuit breaker.
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