BE478813A - - Google Patents

Description

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  "Dispositif pour le réglage de la puissance transmise dans les réseaux interconnectés" 
Supposons que plusieurs centrales de force motrice, dont chacune doit desservir son réseau propre, soient raccordées de façon à former un réseau interconnecté conformément à la Fig. 1. 



  Dans celle-ci, E désigne la génération d'énergie dans les centrales individuelles, V la consommation dans les réseaux propres ou internes, et B la puissance échangée avec le réseau interconnecté N. Chaque participant au service combiné est en même temps producteur et consommateur d'énergie, avec prédomi- nance alternée de l'un ou l'autre. Les flèches indiquent le flux de puissance. 



   La génération et la consommation se font conformément à des 

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 lignes caractéristiques déterminees qui sont   indiquées   en Fig. 



  2 pour une des centrales. Les caractéristiques signifient qu'une fréquence bien déterminée est coordonnée à   chaque   valeur de puissance. Pour la clarté, la fréquence est représentée à plus grande échelle, les écarts représentés par rapport à la fréquence normale fs devant atteindre au maximum ¯ 5%. Au point P, à une fréquence f' , la puissance produite et la consommation correspondraient dans la, centrale envisagée.   Si   la fréquence instantanée f est toutefois plus élevée, il faut, pour couvrir la consommation, extraire du réseau interconnecté la puissance B (qui sera,   dénommée   ci-après "puissance d'échange"). Celle-ci est   généralement   fixée par contrat et doit donc être respectée dans la mesure du possible.

   Si la charge varie maintenant dans un réseau partiel quelconque, la charge totale dans le réseau interconnecté varie donc aussi. La production totale d'énergie doit être modifiée dans la même mesure. Cela exige une variation de fréquence dans tout le réseau interconnecté, ce qui   entraîne   aussi une variation de toutes les puissances d'échange, tel qu'on le constate en   Fig. 2   si l'on suppose que la ligne f est quelque peu déplacée. Le problème à résoudre consiste à réta- blir aussi vite que possible, d'unepart la fréquence correcte et, d'autre part la puissance   d'échange   correcte. 



   Dans ce but, il est proposé d'agir comme suit. Une varia- tion de charge se produisant dans un réseau partiel quelconque est d'abord supportée en commun par toutes les centrales et après celà, et lorsque la fréquence est arrivée à un etat de repos, elle est supportée par la centrale dans le réseau de laquelle s'est produite la variation de charge, par un déplacement lent de sa caractéristique. Par un tel réglage on rétablit non seulement la fréquence correcte, mais on ramène aussi toutes les puissances d'échange B à leurs valeurs antérieures.

   Au cours de ces opérations de réglage, les régulateurs de vitesse de toutes les centrales entrent en action, la puissance et la 

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 fréquence se mouvant sur la caractéristique E = f (f) existant à chaque moment; un déplacement de la caractéristique est toute- fois seulement nécessaire dans la centrale dans le réseau de laquelle la variation de charge s'est produite. 



   Le critère pour déterminer si une centrale doit, ou non, déplacer sa caractéristique lorsqu'il se produit une variation de la puissance d'échange, est le suivant : en général la fréquence f s'écarte de sa valeur de consigne fs et la puis- sance   d'échange   B s'écarte de sa valeur contractuelle Bo. 



  Cela ne signifie toutefois pas encore d'une manière absolue que la caractéristique doit être déplacée. Aussi longtemps que 
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 B = Ba +.6 E + L),. V dans le sens de la Fig. 3, où .6 E et .6 V sont déterminés exclusivement par la pente des lignes caracté- ristiques E et V et l'écart de fréquence, cela n'est pas nécessaire. Car dès que la fréquence correcte est obtenue, B atteint de nouveau sa valeur contractuelle Bo, sans déplace- ment de la ligne caractéristique. Un déplacement de la carac- téristique E serait donc non seulement non nécessaire, mais serait même incorrecte. C'est seulement lorsque la consommation V passe 'environ à la valeur V', selon Fig. 4, et que   B   s'écarte donc de la valeur Bo   +#E     +#V,   qu'un déplacement est néces- saire.

   La grandeur Bo   +#   E   + A V   représente donc une nouvelle valeur de consigne pour la puissance d'échange. Celle-ci est désignée ci-après par Bs, d'où se déduit la règle de réglage : la caractéristique d'une centrale doit toujours   être   déplacée de telle façon que l'on ait B = Bs; c'est-à-dire que la puis- sance d'échange effective atteigne la valeur contractuelle calculée sur la fréquence réelle. 



   Le problème du réglage d'une centrale suivant cette règle peut donc être considéré comme étant résolu, dès que   l'on   possède un instrument qui mesure B - Bs, c'est-à-dire l'écart de la puissance effective par rapport à la valeur de consigne ; car il suffit alors que les dispositifs de variation du nombre de 

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 tours soient toujours actionnés de telle façon que cette grandeur devient nulle, ce qui peut se faire à la main ou plus facilement par un régulateur spécial. Un instrument qui mesure 
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 B - s devient particulièrement simple lorsque la carac('1risti-   que E   est rectiligne et lorsqu'on remplace par une ligne droite la partie de la courbe V qui se trouve dans les limites de réglage qui se présentent dans la pratique.

   On peut alors 
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 écrire E = a df et dû = v à f, où Ce et Cv sont des constantes qui correspondent à la pente des droites E   et V   par rapport à l'axe des ordonnées. Etant donné que la caractéristique E résulte des caractéristiques de toutes les turbines en service dans la centrale considérée, chacune de celles'ci doit également être réglée suivant une droite et doit donc recevoir un régulateur à caractéristique rectiligne. La constante Cepeut alors être représentée par la   somme   des constantes de pente Cn des diverses turbines se trouvant en service, de sorte que le susdit instrument aurait à mesurer 
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 i - Bs B B, - (0 + L   ) 4 f . 



  Si l'on veut toutefois utiliser un tel instrument   comme   émet- teur d'impulsions pour un régulateur automatique et non seulement pour le réglage manuel, il est   recommandable   d'utiliser la   grandeur B -   BS/3 comme impulsion, puisque celle-ci a 
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 1'avarta;e 'n de rendre la non uniformité du recula- Leur indépendante du nombre et de la grandeur des turbines se trouvant en service. Cette grandeur est toutefois difficile à mesurer. L'invention a maintenant pour objet un instrument qui permet la mesure de la grandeur semblable   B - Bs/Cv + #Cn.   



  Car comme il résulte de l'équation ci-dessus, 
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 on a b -bs .6 - BO ,1 f . UV+2:cn Cv a= Cn ¯ Il va de soi que dans ce cas également subsiste la condition de réglage selon laquelle les caractéristiques des diverses 

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 turbines doivent être déplacées jusqu'à ce que cette valeur devienne nulle..Par conséquent, l'invention a pour objet un dispositif de réglage automatique qui travaille de telle façon que le rapport entre l'écart de la puissance d'échange vis à vis de la valeur de consigne, et la valeur totale de la chute de puissance par unité de fréquence, donnée par la somme, des constantes de pente des caractéristiques de générateur et de consommateur, soit toujours égal à l'écart de fréquence vis à vis de la valeur de consigne. 



   Ce but peut par exemple être atteint à l'aide d'un régula- teur combiné de fréquence-puissance selon Fig. 5, qui est raccordé à la ligne d'échange. 



   En vue de la simplicité du dessin, tout le couplage est représenté monophasé. Le régulateur 15,16, 17 selon l'invention sert au réglage de la puissance d'échange dans une centrale comportant par exemple deux turbogroupes 4,5. Chacune des deux turbines 4 est munie d'un régulateur fréquence-puissance 6,7, 8 à caractéristique rectiligne. Au moyen des dispositifs 10 de variation du nombre de tours, le ressort des régulateurs de fréquence 8 est déplacé, tandis que les régulateurs de   puissance sont montrés en 7 ; ilsagissent tous deux sur la   commande à huile sous pression 6 de la turbine 4.

   Le réglage aux valeurs de consigne de la fréquence, au lieu de se faire par moteur et ressort de réglage, comme illustré, peut aussi s'opérer par'bobines de réaction réglables montées dans le circuit de mesure de fréquence, qui sont déplacées par un moteur commun. La centrale comportant les turbogroupes 4,5 doit alimenter un réseau propre ou interne par la ligne 1 et doit fournir au réseau interconnecté ou externe 3, par la ligne   2,   une puissance Bo fixée par contrat. 
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  La grandeur ev B - + B 0 ±. en - 1\ f est înesurée par les ins- truments 15 et 16,   notamment   le terme de puissance par 

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 le wattmètre'15 et le terme de fréquence par le fréquence- mètre 16. La mesure de l'écart de   fréquence #f   se fait de façon normale, mais la mesure de la valeur au rapport   B - Bo/Cv + #Cn     est un peu plus compliquée. Le schema ne montre que le principe de la solution. Celle-ci   consiste en ce que des résistances 14 sont montées en série avec la bobine d'intensité du wattmètre, notamment, pour chaque turbine se trouvant en service, une résistance dont la grandeur est proportionnelle aux constantes 0 correspondantes.

   La constante Cv correspond aux résistances restantes du circuit de courant de la bobine d'intensité du wattmètre 15, qui est alimentée par le transformateur 19. Il est suffisant qu'il en soit approximativement ainsi, puisque la grandeur Cv est de toute façon réduite par rapport à   #Cn;   il importe seulement que la somme de toutes les résistances du circuit de la bobine d'intensité soit proportionnelle à la somme des constantes de pente Cv   +     #Cn.   



   Si le wattmètre 15 était, pour le restant couplé de façon 
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 normale, la grandeur mesurée par lui serait b . Pour soustraire cependant chaque fois encore la valeur U v zc n constante ¯30 , , on introduit dans le circuit de mesure C v + LC n de courant, au   rnoyen   du transformateur de tension 18, une contre-tension dont il résulte un courant qui est inverse- ment proportionnel à Cv   +     #Cn   et est   donc,   pour un choix con- venable de la contre-tension, une mesure pour la quantité à   Bo   soustraire .

   Le courant correspondant à cette grandeur 
Cv   + #Cn   est de même phase que la tension at est donc   inaépendant   du   cos.#   de la puissance transmise, ce qu'il doit évidemment être en tant que valeur de consigne réglable. Puisqu'il   s'agit     d'une     diffé-   rence, les moments de rotation engendres par les deux instrue- ments 15 et 15 agissent l'un contre l'autre sur le même arbre et déterminent, avec le ressort   20,   la déviation qui commande, par l'intermédiaire de l'organe émetteur 17, les moteurs   10   de variation du nombre de tours des régulateurs fréquence-puissance 

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 6,7, 8 des machines motrices 4.

   L'organe émetteur 17 peut être un dispositif contacteur quelconque ou un rhéostat. Il est encore plus simple d'accoupler directement des bobines de réaction, qui déterminent la valeur de consigne, à l'arbre   commun   des instruments 15 et 16, dans lequel cas le ressort 20 n'est pas maintenu de. façon fixe, mais est suspendu à un frein à huile. 



   Etant donné que, pour obtenir un fonctionnement correct de ce réglage, il est indispensable de réaliser une adaptation continue de la résistance totale dans le circuit de mesure d'intensité du wattmètre aux constantes de pente des caractérisa 
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 tiques fréquence-puissance Cy -t- 2:Cn' il est rcornnandablé de ne pas faire dépendre la mise en et hors circuit des résistances 14 de l'attention du personnel de service, mais de la réaliser également d'une façon automatique, en faisant commander leurs bobines de couplage 13 par des contacts 9 prévus aux wattmètres 
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 7 des régulateurs fréquence"'puissance 7, 8. Ces résistances 14 sont alors   court-circuitées   automatiquement, dès que le réglage de la turbine correspondante 4 cesse, soit qu'elle mar- che à vide, soit qu'elle se trouve sous pleine charge.

   Tous les dispositifs de commande peuvent être raccordés à un réseau auxiliaire commun à courant continu 12. 



   REVENDICATIONS. 
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Claims (1)

1 - Dispositif pour le réglage de la puissance transmise dans des réseaux interconnectés, en fonction de 'la fréquence, caractérisé en ce que, à la ligne de transmission, est raccordé un dispositif automatique de réglage, formé par la combinaison de régulateurs de fréquence et de puissance, qui travaille de telle façon que le rapport entre l'écart de la puissance d'échange vis à vis de sa valeur de consigne, et la valeur de la chute totale de puissance par unité de fréquence, donnée par la somme des constantes de pente des ligne caractéristiques de générateur et de consommateur, soit égale à l'écart de <Desc/Clms Page number 8> fréquence vis à vis de la valeur de consigne.

2 - Dispositif suivant revendication 1, caractérisé en ce qu'un puissance-mètre (15) et un fréquence-mètre (16), qui sont roccordés à la ligne de transmission (2), agissent en commun sur un organe émetteur (17) par lequel sont commandés les dispositifs de déplacement(10) des régulateurs fréquence- puissance (6, 7, 8) des machines motrices (4) devant être réglées.

3 - Dispositif suivant revendication 2, caractérisé en ce que la, bobine d'intensité du puissance-mètre (15) est alimentée à travers autant de résistances (14) qu'il y a de machines motrices (4) à régler, la valeur ohmique de ces résistances étant proportionnelle aux constantes des lignes caractéristi- ques de la machine avec laquelle,il est associé.

4 - Dispositif suivant revendication 3, caractérisé en ce que chaque résistance (14) est pourvue d'un commutateur de court-circuit (13) qui est actionné dès que la charge de la machine motrice (4) y associée se trouve en-dehors de ses limites de marche à vide et de pleine charge.

5 - Dispositif suivant revendication 4, caractérisé en ce que le commutateur de court-circuit est commandé automatiquement par le régulateur (7, 8) de la. machine motrice y associée.

6 - Dispositif suivant revendication 2, caractérisé en ce que, dans le circuit de mesure de fréquence (8) des diverses machines (4), sont disposées des bobines de réaction réglables qui sont commandées en commun depuis l'émetteur (17).