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"Installation pour la protection rapide de réseaux électriques contre les courts-circuits et les défauts à la terre"
L'invention concerne une installation pour la protection rapide de réseaux électriques contre les courts-circuits et les défauts à la terre. Pour la mise hors circuit de courts-circuits dans des réseaux, il est connu d'utiliser des interrupteurs de puissance avec isolation de tension et réenclenchement, dans lesquels l'interrupteur de puissance est shunté par une résistance de contrôle au moyen d'un interrupteur de contrôle. Dans ce cas, la remise en circuit dépend de ce que du courant passe ou non par la résistance de contrôle.
Si donc un court-circuit important a produit, dans une section de ligne, le déclenchement immédiat de plusieurs interrupteurs de puissance branchés en série, toutes les résistances de contrôle associées aux interrupteurs ouverts, sont parcourues par du courant. Si une extrémité de la section de ligne dérangée est alimentée par une ligne unique, le courant a donc la même grandeur dans les résistances de contrôle de tous les interrupteurs ouverts qui sont branchés en série. Le passage de courant dans les résistances de contrôle, ni la grandeur de ce courant, ne fournissent donc une base pour la sélection des interrupteurs qui peuvent être refermés ou qui doivent rester ouverts.
Par contre, la tension croit graduellement, par les résistances de contrôle branchées en
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série, depuis l'endroit du court-circuit vers les parties du réseau qui se trouvent à la pleine tension de service. La tension est donc une valeur de mesure pour la sélection des interrupteurs dont le réenclenchement doit être bloqué.
L'objet de l'invention consiste en une installation pour la protection rapide de réseaux électriques contre les courte-circuits et les défauts à la terre, comportant des interrupteurs de puissance à déclenchement et déenclencnement rapides, ainsi que des organes de commande réagissant à.
la perturbation, tandis que, en cas de perturbation, des interrupteurs auxiliaires mettent en circuit des impédances résistance ohmique élevée, qui forment chacune un pont pour un interrupteur de puissance, le réenclenchement sélectif des interrupteurs étant, selon l'invention, assuré par des moyens par lesquels, en cas de perturbation, tous les interrupteurs de puissance n'appartenant pas à la section de ligne dérangée sont réenclenchés après l'ouverture, les interrupteurs de puissance associés à la section de lippe dérangée étant, au contraire, bloqués de manière à empêcher leur réenclenchement.
La Fig. 1 du dessin annexé montre schématiquement, a. titre d'exemple d'exécution, l'application de l'invention à la protection de la ligne de contact d'une voie électrique à courant continu. Les Figs. 2 et 3 montrent respectivement l'évolution de la tension dans une section de la ligne de contact et dans une station de distribution, après l'ouverture de quelques interrupteurs de puissance voisins.
2 designe la ligne ae contact qui est alimentée par la barre collectrice l. Chaque interrupteur de section est constitué par un interrupteur de puissance 3, par exemple un interrupteur à gaz comprimé, à déclenchement de surintensité et à télécommande électropneumatique, ainsi que par un interrupteur auxiliaire 4 à commande a distance, qui branche une résistance shunt 5 en parallèle avec l'interrupteur de puissance. L'interrupteur auxiliaire 4 pour la résistance shunt est pourvu d'un dispositif de surveillance thermique 6 qui réagit à réchauffement de la résistance et qui est par ex. un dispositif de déclenchement bimétallique, lequel exerce une action mécanique directe sur l'interrupteur auxiliaire 4 lorsque réchauffement de la résistance est trop fort.
Lorsque le réseau est sain, l'interrupteur auxiliaire 4 est commandé depuis l'interrupteur de puissance 3, de telle façon qu'il soit fermé lorsque l'interrupteur de puissance est ouvert, et qu'il soit ouvert lorsque les contacts de l'interrupteur de puissance sont fermés. Dans des conditions de service déterminées, l'interrupteur auxiliaire 4 peut toutefois être également ouvert lorsque l'interrupteur de
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puissance 3 est ouvert, par suite du fait que le circuit de travail du contacteur à retardement 11 est fermé par l'intermédiaire de contacts auxiliaires, lorsque l'interrupteur d.e puissance 3 reste ouvert quand l'interrupteur auxiliaire 4 est fermé.
Le contacteur à retardement 11 provoque le déclenchement de l'interrupteur auxili- aire 4 par l'actionnement de l'appareil de réenclenchement 12. Ce dernier constitue l'organe de commande proprement dit pour l'interrupteur de puissance 3 et l'interrupteur auxiliaire 4. L'appareil de réenclenchement 12 sert en premier lieu à mettre à volonté les interrupteurs 3 et 4 en et hors circuit ; ilcomporte, en outre, les éléments nécessaires pour opérer, après la mise hors circuit d'une perturbation, un réenclenchement répété un nombre limité de fois.
Entre la barre collectrice 1, respectivement la ligne de contact 2, d'une part, et la terre, d'autre part, se trouve un relais de tension 7, respectivement 9, ayant une tension d'attaction et de relâchement qui est de l'ordre de par exemple 40% de la tension normale de la ligne de contact. 8 et 10 désignent des résistances montées en amont de ces relais de tension.
Les contacts des relais de tension sont couplés de telle façon que l'interrupteur de puissance y associé reçoit un ordre d'enclenchement lorsque les deux relais de tension sont excités, l'appareil de réenclenche- ment se trouvant dans la position correspondant à l'ordre d'en- clenchement, tandis que le relâchement du relais de tension situé du côté du réseau a pour effet de donner un ordre de déclenchement à l'interrupteur de puissance.
L'installation fonctionne comme suit.
Afin de mettre la ligne de contact 2 sous tension depuis la barre-collectrice 1 (ligne d'alimentation) d'une sous-station, l'interrupteur auxiliaire 4 est fermé par l'actionnement de l'appareil de réenclenchement 12. Si la section 2 est exempte de défauts à la terre, elle est mise sous tension. Le relais de tension 7 est excité et produit la fermeture de l'interrupteur de puissance 3.
L'interrupteur auxiliaire 4 est ouvert. Par contre, si la ligne d'alimentation d'une station de distribution doit être mise sous tension depuis la ligne de contact qui se trouve sous tension, on opère de la même façon, mais dans ce cas c'est toutefois le relais d.e tension 9 qui décide de la fermeture de l'interrupteur de puissance. Si la ligne de contact ou la barre collectrice, qui doit être mise en circuit, est reliée à la terre, le relais de tension 7, respectivement 9, n'est pas excité et l'interrupteur de puis- ' sance 3 n'est pas fermé. Le contacteur à retaraement 11 a le temps de réagir et de provoquer l'ouverture de l'interrupteur auxiliaire 4.
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Selon le mode de fonctionnement choisi pour l'appareil de réen- clenchement 12, la manoeuvre est répétée une ou plusieurs fois.
Si le contact à la terre est permanent, l'appareil de réenclenchement 12 l'indique par un signal.
Dans le cas où un contact à la terre se produit sur la ligne de contact en cours de service, le dispositif de protection contre les courts-circuits fait déclencher les interrupteurs de puissance dans la zone de la section de ligne intéressée. Avec la fermeture des interrupteurs auxiliaires4, le système est immédiatement remis sous tension. Si l'arc de mise à la terre a été .éteint par suite de la mise hors circuit (par ex. en cas d'allumage sporadique par branches humides, oiseaux, ectc.), la section consiaérée de la ligne de contact est également remise sous tension. Les interrupteurs de puissance sont immédiatement refermés autcmatiquemen par leurs relais de tension.
S'il existe un plein contact à la terre, les interrupteurs des sections voisines saines, qui avaient déclenché par suite de la perturbation, sont immédiatement refermés, tandis que les interrupteurs de puissance de la section déran- gée restent ouverts et que les interrupteurs auxiliaires y associés sont encore ouverts dans la suite.
En cas de contact à la terre d'une barre collectrice o'une station, les interrupteurs de section éloignés de toutes les sections de ligne de contactraccordées, sont ouverts par le dispositif de protection contre les courts-circuits. Les interrupteurs situés du coté de la station sont soumis à l'action, soit également de leurs organes de déclenchement sur court-circuit, soit ces relais de tension 7. Les interrupteurs de puissance aux extrémités des sections éloignées sont alors immédiatement refermés, tanais qu'aux extrémités des sections rapprochées les interrupteurs auxiliaires sont également ouverts.
Les choses se présentent alors exactement de la même façon, que le contact à la terre se produise dans une sous-station (point d'alimentation), ou qu'il se produise dans une station de distribution, puisqu'en pareil cas, l'alimentation en énergie est également de suite coupée dans la sous-station.
Si l'on considère la Fig. 2, on constate que l'interrupteur a -et ensuite l'interrupteur b sont immédiatement refermés après la coupure du court-circuit, tandis que le réenclenchement des interrupteurs ç et 1 est empêché par les relais de tension de la section de ligne de contact affectée par le défaut à la terre, qui est située entre eux, étant donné que les relais de tension réagissent lorsque leur tension de réaction dépasse 40% de la valeur nominale. Lors d'un contact à la terre suivant Fig. 3, ce sont les interrupteurs a et (1 qui se referment aussitôt, fanais que le
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réenclenchement des interrupteurs b et c est bloqué.
Dans les interrupteurs bloqués, la coupure de puissance est suivie après un court temps par l'ouverture de l'interrupteur auxiliaire correspondant, et donc l'interruption complète de toute liaison au point de commutation en question. Le réenclenchewent des interrupteurs de puissance est donc opéré en fonction de la tension dans les sections de ligne raccordées, lorsque la tension dans celles-ci tombe audessous d'une fraction déterminée d'avance de la tension normale du réseau.
L'installation décrite produit donc une mise hors circuit instantanée de tous les courts-circuits dans le réseau de la ligne de contact et assure que le réenclenchement s'effectue a'une manière sélective,, c'est-à-dire . que des parties saines du réseau, qui furent mises hors circuit, sont remises immédiatement en circuit, tandis qu'une partie du réseau qui est le siège d'une perturbation reste séparée du circuit.
REVENDICATIONS.
1 - Installation pour la protection rapide de réseaux électriques contre les courts-circuits et les défauts à la terre, comportant des interrupteurs de puissance à déclenchement et réenclenchement rapides, ainsi que des organes de commande réagissant à la perturbation , tandis que, en cas de perturbation, des interrupteurs auxiliaires mettent en circuit des impédances à haute résistance chmique qui forment chacune un pont pour un interrupteur de puissance, caractérisée en ce que le réenclenchement sélectif des interrupteurs est assuré par des moyens par lesquels, en cas de perturbation, tous les interrupteurs de puissance n'appartenant pas à la section de ligne dérangée sont réenclenchés après l'ouverture, les interrupteurs de puissance associés à la section de ligne dérangée étant, au contraire,
bloqués de manière à empêcher leur ré enclenchement.