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On utilise de plus en plus fréquemment des batteries de condensa- teurs pour compenser la puissance réactive absorbée par certains circuits électriques.
Il est connu d'utiliser, pour réaliser le branchement automatique 5 de ces batteries, des appareils qui connectent les condensateurs lorsque la . puissance réactive absorbée dépasse une valeur prédéterminée, et qui les met- tent hors circuit lorsque cette puissance tombe au-dessous de la dite va- leur.
On connaît en particulier un appareil de ce genre, qui comporte ) d'une part un disque qui tourne sous l'action de deux enroulements d'exci- tation, dont l'un est alimenté par une tension proportionnelle à la tension appliquée au circuit d'utilisation et dont l'autre est alimenté sous une in- tensité proportionnelle à l'intensité absorbée par le dit circuit d'utili- sation, et d'autre part un moteur asynchrone alimenté par une tension pro- portionnelle à la tension appliquée au circuit d'utilisation. Le disque tourne avec une vitesse qui dépend de la puissance réactive absorbée par le circuit, tandis que le moteur tourne avec une vitesse fixe.
L'appareil comporte en outre un différentiel, qui est entraîné d'une part par le disque tournant, et d'autre part, par l'intermédiaire 'd'un réducteur de vitesse à rapport variable, par le moteur asynchrone. Le pignon planétaire de ce différentiel commande le fonctionnement d'un inter- rupteur, de préférence à mercure, qui commande à son tour un connecteur com- mandant la mise en circuit des condensateurs.
L'appareil est réglé de façon que, lorsque la puissance réactive absorbée par le circuit d'utilisation dépasse une valeur déterminée, le dis- que entraine le différentiel plus vite que ne le fait le moteur, et le pi- gnon tourne dans un certain sens, provoquant la mise en circuit des conden- sateurs. Lorsqu'au contraire, la puissance réactive tombe au- dessous de la dite valeur déterminée, le disque entraine le différentiel moins vite que le moteur, et le pignon tourne dans le sens opposé, provoquant la mise hors cir- cuit des condensateurs.
En changeant le rapport du réducteur de vitesse du moteur, on peut modifier la valeur de la puissance réactive pour laquelle se produit la connexion ou la déconnexion des condensateurs. Cette modification nécessite toutefois le changement d'un organe à L'intérieur de l'appareil, et ne permet que des variations de réglage discontinues.
On a également proposé d'alimenter par la tension entre les fils de phase les deux enroulements d'excitation du disque tournant, de façon à provoquer la mise en circuit des condensateurs lorsque la tension aux bornes du circuit d'utilisation tombe en dessous d'une valeur déterminée : on obtient ainsi un fonctionnement dit "volumétrique" au lieu du fonctionnement "varmétri- que". Toutefois, on ne pouvait pas jusqu'ici obtenir à volonté ces deux modes de fonctionnement avec un même appareil.
Enfin, s'il se produit un interruption accidentelle du courant d'a- limentation,telle qu'une panne de secteur, le moteur asynchrone et le disque s'arrêtent, et l'interrupteur à mercure demeure dans la position qu'il occu- pait à ce moment. Si, avant la panne, le contacteur était fermé, et si par conséquent les condensateurs étaient connectés , ceux-ci sont rebranchés im- médiatement sur le réseau lorsque la tension se rétablit, avec le seul retard dû au temps de fonctionnement du contacteur.
Ce phénomène risque de se pro- duire par exemple dans un réseau de distribution industrielle à basse tension dans lequel la composition du facteur de puissance est réaliséaumoyen d'une batterie centrale de condensateurs, fractionnée en plusieurs tranches qui sont
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normalement enclenchées séparément, les unes après les autres, selon la puis- sance réactive à chaque instant, au moyen d'un relais varmétrique particulier à chacune d'elles. Lors d'une panne de secteur, les contacts des relais var- métriques restent en position, de sorte qu'au moment du rétablissement du courant, on risque que plusieurs tranches de la batterie soient réenclenchées simultanément, ce qui donne lieu à des régimes transitoires importants.
La présente invention a pour objet un appareil de ce genre, dans lequel les divers inconvénients ci-dessus ont été éliminés.
Un tel appareil est caractérisé par les dispositions suivantes, utilisées isolément ou en combinaison :
I)- Il comporte un commutateur permettant d'alimenter l'enroulement d'excitation "intensité" du disque tournant soit par une intensité propor- tionnelle à l'intensité absorbée par le circuit d'utilisation, soit sous une tension proportionnelle à la tension aux bornes du dit circuit de façon à obtenir avec un même appareil soit le fonctionnement "varmétrique", soit un fonctionnement "voltmétrique" du type quadratique.
2 - Il comporte un rhéostat, inséré en série avec l'enroulement "tension" en vue de permettre un réglage continu de la tension nominale, et un potentiomètre alimentant le dit enroulement "tension" en vue de permettre un réglage continu de la puissance réactive nominale.
3) - Il comporte un relais intermédiaire et un relais de verrouil- lage connectés de telle sorte que, lors d'une panne de courant survenant alors que les condensateurs se trouvaient branchés, ils coupent l'alimentation du contacteur et par conséquent débranchent les condensateurs et coupent égale- ment le circuit d'alimentation du mateur ou de l'enroulement d'excitation "tension"du disque, de sorte que lors du rétablissement du courant, le dif- férentiel fait basculer l'interrupteur, ce qui empêche la fermeture du con- tacteur, et alimente en même temps le relais de verrouillage ; la fermeture de ce dernier permet la fermeture du contacteur lorsque l'interrupteur a bas- culé en sens inverse s'il y a lieu.
Grâce à cette disposition, la remise en circuit des condensateurs ne peut avoir lieu qu'au bout d'un temps qui est égal à la somme de la durée de fermeture du relais de verrouillage - durée qui dépend soit de la ten- sion du réseau à 1 instant considéré, soit de la vitesse du moteur - et de la durée de fonctionnement de l'ensemble interrupteur-contacteur, durée qui dé- pend de la puissance réactive ou de la tension. Chacune de ces durées est variable, et leur somme l'est également. Ainsi, le risque que plusieurs bat- teries de condensateurs soient remise en circuit simultanément lors du ré- tablissement du courant se trouve considérablement diminué.
La figure ci-annexée représente, à titre d'exemple non limitatif, le schéma d'un appareil selon l'invention.
Dans cette figure, RA désigne les bornes du réseau d'alimentation par exemple triphasé, qui alimente, par les fils de phase PhI PH2 et PH3, le circuit d'utilisation CU, DT désigne d'autre part le disque tournant, qui est excité par l'enroulement tension ET et par l'enroulement intendité EI., et M désigne le moteur synchrone.
M et DT entraînent respectivement le différentiel DIF, qui comman- de le fonctionnement de l'interrupteur, par exemple à mercure, IM. Cet in- terrupteur commande, par l'intermédiaire d'un relais intermédiaire RI, le circuit de la bobine du contacteur principal CP, dont les contacts de tra- vail 1, 2, 3 provoquent respectivement le branchement sur les fils de phase PHI, Ph2 Ph3 des condensateurs CI C2 C3.
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Enfin, RV désigne un relais de verrouillage, dont le rôle sera ex- posé plus loin en détail.
L'appareil comporte en outre un commutateur, commandé manuelle- ment, et qui permet de passer du fonctionnement "varmétrique" au fonctionne- ment "voltmétrique", et inversément. On n'a pas représenté ce commutateur sur le schéma, mais seulement les connexions qu'il établit ; les connexions correspondant à la position "varmétrique" sont figurées en traits disconti- nus, et les connexions correspondant à la position "voltmétrique" sont figu- rées en traits ponctués.
Le fonctionnement de cet appareil est le suivant, abstraction fai- te du rôle du relais de verrouillage, qui sera exposé par la suite. Les con- nexions correspondant à la position "varmétrique" du commutateur étant étà- blies, l'enroulement d'excitation "intensité" EI du disque tournant DT est alimenté directement par l'enroulement secondaire d'un transformateur d'in- tensité TI dont le primaire est constitué par le fil de phase PhI. Quan à l'enroulement d'excitation "tension" ET, il est alimenté par l'enroulement secondaire S1 d'un transformateur de tension TT dont l'enroulement primaire
P est connecté entre les fils de phase Ph2 et Ph3. Le moteur M est alimenté également par ce même transformateur.
Un potentiomètre P1, alimentant l'en- roulement ET, permet de faire varier d'une manière continue dans une gamme étendue, et sans nécessiter aucun changement d'organe à l'intérieur de l'ap- pareil, la puissance réactive pour laquelle se produit l'insertion des oonden- sateurs.
D'autre part, le différentiel DIF, qui entraîne l'interrupteur à m mercure IM, le fait basculer vers la droite lorsque, la puissance réactive absorbée par le circuit d'utilisation OU étant supérieure à celle correspon- dant à la puissance nominale prédéterminée, le disque DT tourne plus vite que le moteur M ; l'interrupteur IM court-circuite alors, par ses contacts 4, 5,l'enroulement du relais intermédiaire RI, lequel vient en position de repos. Le courant dans le circuit 8 - 5 - 10 - 14 est limité par le conden- sateur C, dont l'impédance est choisie de telle-manière que l'intensité dans le dit circuit soit à peu près la même lorsque la bobine du relais RI est insérée ou court-circuitée.
Le relais de verrouillage RV étant fermé, l'ouverture du relais intermédiaire RI provoque l'alimentation du contacteur principal CP par le circuit Ph2 - CP - 31 - 32 Ph3.
Le contacteur CP met à son tour en circuit les condensateurs CI, C2, C3
Si au contraire on à établi à l'aide du commutateur manuel les connexions correspondant au fonctionnement "voltmétrique"-(traits ponctués). l'enroulement d'excitation EI du disque DT est séparé du transformateur TI. iont le secondaire est court-circuité et il est alimenté, par l'intermédiai- re d'un rhéostat Rh3, par un second enroulement secondaire, S2, du transfor- nateur de tension TT.
Il faut alors que le contacteur¯principal CP mette en circuit les condensateurs lorsque la tension entre phases tombe au-des- sous d'une valeur prédéterminée, par exemple la tension nominale Un moins 5%, et qu'il déconnecte les condensateurs lorsque la tension atteint une au- bre valeur prédéterminée, par exemple la tension nominale Un plus 5%.
Il faut donc, contrairement au cas précédent, mettre en circuit . es condensateurs, et par conséquent exciter le contacteur CP, lorsque le dis- ue DT tourne moins vite que le moteur M, et que par conséquent l'interrup- ;eur IM estbasculé vers la gauche. C'est pourquoi le commutateur manuel itablit des connexions telle que, dans ce cas, l'ouverture de l'interrupteur
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Im (4-5) provoque l'ouverture du relais intermédiairre RI qui était alimenté par le circuit 8 - 4 - ni - 5 - RI - IO -C - 14. On a vu précédemment que le relais de verrouillage RV étant fermé, l'ouverture du relais intermé- diaire RI provoque en définitive la fermeture du circuit de la bobine du con- tacteur CP.
En outre, dans l'exemple qui a été choisi, il existe une diff éren- ce de 10% entre la tension qui provoque l'ouverture du contacteur CP et la tension qui provoque sa fermeture. Il faut donc que le disque DT tourne à la même vitesse, pour une tension U lorsque le contacteur CP est ouvert, et pour une tension U + 10 % lorsque le contacteur CP est fermé. Pour obtenir ce résultat, on dispose, en série avec l'enroulement d'excitation tension ET du disque DT, un rhéostat Rh4, qui est décourt-circuité par un contact de repos 18 - 14 du contacteur CP, lorsque ce dernier est-, excité.
Enfin, un rhéostat Rh2, inséré en série avec l'enroulement ET, per- met de faire varier de manière continue la tension pour laquelle se produit le fonctionnement de l'appareil.
On va maintenant décrire le fonctionnement du relais de verrouil- lage RV, lôrs d'une panne de secteur, dans les différents cas qui peuvent se présenter.
Ier cas.
L'appareil est réglé pour le fonctionnement "varmétrique". Les connexions établies sont alors celles qui sont figurées en traits interrom- pus sur le schéma. Deux circonstances sont à envisager dans ce cas :
Première circonstance.
- Avant la panne, les condensateurs étaient débranchés.
Le fonctionnement est'alors le suivant: a) Avant la panne -
L'interrupteur IM estbasculé vers la gauche, et coupe la liaison 4-5. Le relais intermédiaire RI est alimenté par 14- 10 - RI - 5 - 8. Le relais de verrouillage est alimenté par 14 - II - RV - 8. Le contacteur prin- cipal CP n'est pas alimenté, car, bien que le-contact 31-32 soit fermé, son circuit est coupé en 32-Ph3. b) Pendant la panne -
Le moteur et le disque s'arrrêtent, et l'interrupteur IM demeure dans la position qu'il occupait. Le relais intermédiaire et le relais de verrouillage reviennent au repos. c) Après la panne -
Le relais intermédiaire revient au travail. Son contact 14-II alimente la bobine du relais de verrouillage par 14 - II - RV - 8.
Le re- lais de verrouillage RV se ferme et s'auto-alimente par son propre contact 14 -II. Le contact 31-32 est fermé, et le circuit d'alimentation du contac- teur CP est préparé pour la fermeture de ce contacteur si l'interrupteur IM vient à basculer vers la droite par suite d'une augmentation de la puissan- ce réactive absorbée par le circuit d'utilisation OU. Dans ce cas, en ef- fet, 1 interrupteur fermant le circuit 4-5, comme le commutateur établit la connexion 10-4, la bobine du relais intermédiaire RI est court-circuitée en 10-5. Le relais intermédiaire RI s'ouvre, et établit le contact 32-Ph3.
Tout se passe donc comme si le relais de verrouillage n'existait pas
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Deuxième circonstance.
- Avant la panne, les condensateurs étaient connectés.
Le fonctionnement est alors le suivant a) Avant la panne -
L'interrupteur IM est basculé vers la droite. La bobine du relais intermédiaire RI étant court-circuitée par 10-4 et 4-5, ce relais est ou- vert. Le relais de verrouillage RV est fermé. En effet, avant que les con- densateurs ne soient connectés,ce relais était alimenté en 14 - II '- RV - 8 par le contact 14-11 du relais intermédiaire RI. Lorsque l'interrupteur IM a basculé vers la droite, le relais RV est resté alimenté par son propre contact 14-11. Le contacteur CP est donc alimenté par Ph2 - CP - 31-32 -
Ph3. b) Pendant la panne -
L'interrupteur IM demeure dans la même position, mais le relais
RV revient au repos et coupe, en 31-32, l'alimentation de CP qui revient au repos; les condensateurs sont donc débranchés.
D'autre part, le relais RV coupe, en 14-11, le circuit d'alimentation 14 - II - PI - 15 - 7 ET - 8 de l'enroulement d'excitation "tension" ET du disque DT. c) Après la panne -
Le relais intermédiaire RI reste ouvert, puisque sa bobine est toujours court-circuitée entre 10 et 5 par l'interrupteur IM. Le relais RV ne peut pas revenir au travail puisque le circuit de sa bobine est coupé en 14 - II. Le contacteur CP ne peut donc pas venir non plus au travail, son circuit étant coupé en 31-32, de sorte que les condensateurs ne sont pas rebranchés.
D'autre part, le disque ne tourne pas puisque le circuit d'ali- mentation de l'enroulement "tension" ET est coupé en 14-Il. Le moteur M tourne seul et provoque le basculement vers la gauche de l'interrupteur IM.
La liaison 4-5 étant ouverte, la bobine du relais RI est décourt-circuitée.
Ce relais se ferme et alimente, par son contact 14-11, le relais de verrouil- lage RV. Ce relais s'auto-alimente par son propre contact 14-11.
A ce moment, le circuit d'alimentation ET du disque DT est alors fermé suivant 14 - II - PI - 15 - 7 -'ET - 8. A partir de ce moment, l'en- semble des circuits est rétabli normalement : ; si la puissance réactive absor- bée par CU est encore trop élevée,l'interrupteur IM bascule à nouveau vers la droite, et les condensateurs sont mis en circuit.
2ème cas.
L'appareil est réglé pour le fonctionnement voltmétrique. Les connexions établies sont figurées en traits pointillés sur le schéma. Deux circonstances sont également à envisager :
Première circonstance.
- Avant la panne, les condensateurs étaient débranchés.
Le fonctionnement est le suivant : a) Avant la panne -
Comme on l'a exposé précédemment,l'interrupteur IM est alors bas.:. culé vers la droite et établit la connexion 4-5. Le relais RI est donc Fermé par 14 - 10 - RI - 5 - IM - 4 - 8. La bobine du relais RV est ali- nentée par 14 - II - RV - 8. Le contacteur CP n'est pas alimenté puisque son circuit est coupé en 32-Ph3.
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b ) Pendant la panne -
Le relais RI et le relais RV reviennent au repos.- c) Après la panne -
Le relais RI revient au travail, puisque l'interrupteur IM éta- blit toujours la connexion 4 - 5. Le relais RV revient au travail, car le contact 14 - II est établi. Le circuit d'alimentation de CP est préparé en vue d'un basculement éventuel de l'interrupteur IM vers la gauche.
Tout se passe comme si le relais RV n'existait pas.
Deuxième circonstance.
- Avant la panne, les condensateurs étaient branchés.
Le fonctionnement est alors le suivant : a) Avant la panne -
L'interrupteur IM est basculé vers la gauche et coupe, en 4-5, le circuit 14 - 10 - RI - 5 - 4 - 8, d'alimentation du.:relais RI. Le relais de verrouillage RV était demeuré collé pour la raison qui a été exposée pré- cédemment. Le contact 31-32 est donc fermé, et le contacteur CP est alimen- té. b) Pendant la panne -
Le relais RV revient au repos. L'alimentation de CP est coupée en 31-32, et les condensateurs sont débranchés. Le circuit 14 - II - 6 - M - - 8 - d'alimentation du moteur est coupé en 14-11. c) Après la panne -
Le relais RI ne peut revenir au travail, son circuit d'alimenta- tion étant coupé entre 4 et 5.
Le relais RV ne peut revenir au travail, son alimentation étant coupée en 14-11.
Le contact 31-32 est donc ouvert et CP n'est pas alimenté; les condensateurs ne sont pas rebranchés. Le moteur ne démarre pas, et le disque tourne seul jusqu'à ce qu'il fasse basculer IM vers la droite. A ce moment RI est alimenté par 14 - 10 - RI - 5 - 4 - 8. Le contact 14 - II se ferme et alimente le relais RV qui s'auto-alimente par son propre contact 14-11.
Le contacteur CP n'est toujours pas alimenté, car son circuit est coupé en 32 - Ph3. Par contre, le môteur M est remis en marche par 14 - II - 6 - M - 8.
L'ensemble des circuits redevient alors normal, et le contacteur CP est prêt à rebrancher les condensateurs, si, la tension entre phasesdde- venant trop faible, le différentiel provoque à nouveau le basculement de l' interrupteur IM vers la gauche.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Capacitor banks are used more and more frequently to compensate for the reactive power absorbed by certain electrical circuits.
It is known to use, to achieve the automatic connection of these batteries, devices which connect the capacitors when the. reactive power absorbed exceeds a predetermined value, and which switch them off when this power falls below said value.
An apparatus of this type is known in particular, which comprises) on the one hand a disc which rotates under the action of two excitation windings, one of which is supplied by a voltage proportional to the voltage applied to the circuit. of use and the other of which is supplied at an intensity proportional to the current absorbed by the said user circuit, and on the other hand an asynchronous motor supplied by a voltage proportional to the applied voltage to the circuit of use. The disc rotates at a speed which depends on the reactive power absorbed by the circuit, while the motor rotates at a fixed speed.
The apparatus further comprises a differential, which is driven on the one hand by the rotating disc, and on the other hand, via a variable-ratio speed reducer, by the asynchronous motor. The planetary pinion of this differential controls the operation of a switch, preferably mercury-based, which in turn controls a connector controlling the switching on of the capacitors.
The apparatus is adjusted so that, when the reactive power absorbed by the user circuit exceeds a determined value, the disc drives the differential faster than the motor does, and the pinion rotates in a certain direction, causing the capacitors to switch on. When, on the contrary, the reactive power falls below the said determined value, the disc drives the differential less quickly than the motor, and the pinion rotates in the opposite direction, causing the capacitors to switch off.
By changing the ratio of the motor speed reducer, it is possible to modify the value of the reactive power for which the connection or disconnection of the capacitors occurs. However, this modification requires the change of an organ inside the apparatus, and only allows discontinuous adjustment variations.
It has also been proposed to supply the voltage between the phase wires to the two excitation windings of the rotating disk, so as to cause the capacitors to be switched on when the voltage at the terminals of the use circuit falls below a determined value: a so-called "volumetric" operation is thus obtained instead of "volumetric" operation. However, up to now it has not been possible to obtain these two operating modes at will with one and the same device.
Finally, if there is an accidental interruption of the supply current, such as a mains failure, the asynchronous motor and the disk stop, and the mercury switch remains in the position it occupied. - pay at this time. If, before the failure, the contactor was closed, and if therefore the capacitors were connected, they are immediately reconnected to the network when the voltage is restored, with the only delay due to the operating time of the contactor.
This phenomenon may occur, for example, in a low-voltage industrial distribution network in which the composition of the power factor is achieved by means of a central capacitor bank, divided into several sections which are
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normally switched on separately, one after the other, according to the reactive power at each instant, by means of a power factor relay specific to each of them. In the event of a power failure, the contacts of the variable speed relays remain in position, so that when the power is restored, there is a risk that several sections of the battery will be re-energized simultaneously, which gives rise to transient conditions. important.
The present invention relates to an apparatus of this type, in which the various above drawbacks have been eliminated.
Such an apparatus is characterized by the following provisions, used singly or in combination:
I) - It includes a switch making it possible to supply the "current" excitation winding of the rotating disc either with an intensity proportional to the current absorbed by the user circuit, or under a voltage proportional to the voltage. at the terminals of said circuit so as to obtain with the same device either "varmetric" operation, or "voltmetric" operation of the quadratic type.
2 - It comprises a rheostat, inserted in series with the "voltage" winding in order to allow a continuous adjustment of the nominal voltage, and a potentiometer supplying the said "voltage" winding in order to allow a continuous adjustment of the reactive power nominal.
3) - It has an intermediate relay and a locking relay connected in such a way that, in the event of a power failure occurring while the capacitors were connected, they cut off the power supply to the contactor and consequently disconnect the capacitors. and also cut off the power supply circuit of the matrix or of the "voltage" excitation winding of the disc, so that when the current is restored, the differential causes the switch to flip, which prevents closing. the contactor, and at the same time energizes the locking relay; closing the latter allows the contactor to close when the switch has been tilted in the opposite direction, if necessary.
Thanks to this arrangement, the capacitors can only be reconnected after a time which is equal to the sum of the closing time of the locking relay - duration which depends either on the voltage of the network. at 1 instant considered, either the speed of the motor - and the operating time of the switch-contactor assembly, which time depends on the reactive power or the voltage. Each of these times is variable, and so is their sum. Thus, the risk of several capacitor banks being switched on simultaneously when the current is restored is considerably reduced.
The attached figure represents, by way of nonlimiting example, the diagram of an apparatus according to the invention.
In this figure, RA designates the terminals of the three-phase power supply network, for example, which supplies, via the phase wires PhI PH2 and PH3, the use circuit CU, DT designates the rotating disk, which is energized by the voltage winding AND and by the intendancy winding EI., and M designates the synchronous motor.
M and DT respectively drive the differential DIF, which controls the operation of the switch, for example mercury switch, IM. This switch controls, via an intermediate relay RI, the coil circuit of the main contactor CP, of which the work contacts 1, 2, 3 respectively cause the connection to the phase wires PHI, Ph2 Ph3 of capacitors CI C2 C3.
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Finally, RV designates a locking relay, the role of which will be explained in detail later.
The device also includes a switch, controlled manually, which makes it possible to switch from "varmetric" operation to "voltmetric" operation, and vice versa. This switch has not been shown on the diagram, but only the connections that it establishes; the connections corresponding to the "varmetric" position are shown in broken lines, and the connections corresponding to the "voltmeter" position are shown in dotted lines.
The operation of this device is as follows, disregarding the role of the locking relay, which will be explained later. The connections corresponding to the "varmetric" position of the switch being established, the "current" excitation winding EI of the rotating disk DT is supplied directly by the secondary winding of a current transformer TI the primary of which is formed by the phase wire PhI. When the "voltage" excitation winding ET, it is supplied by the secondary winding S1 of a voltage transformer TT, the primary winding of which is
P is connected between phase wires Ph2 and Ph3. The motor M is also supplied by this same transformer.
A potentiometer P1, supplying the ET winding, makes it possible to vary continuously in a wide range, and without requiring any change of component inside the device, the reactive power for which the insertion of the oondensators occurs.
On the other hand, the differential DIF, which drives the m mercury switch IM, causes it to switch to the right when, the reactive power absorbed by the use circuit OR being greater than that corresponding to the predetermined nominal power , the DT disc rotates faster than the M motor; the switch IM then short-circuits, through its contacts 4, 5, the winding of the intermediate relay RI, which comes to the rest position. The current in the circuit 8 - 5 - 10 - 14 is limited by the capacitor C, the impedance of which is chosen in such a way that the intensity in the said circuit is approximately the same when the coil of the relay RI is inserted or shorted.
With the locking relay RV closed, the opening of the intermediate relay RI causes the main contactor CP to be powered by the circuit Ph2 - CP - 31 - 32 Ph3.
The contactor CP in turn turns on the capacitors CI, C2, C3
If, on the contrary, the connections corresponding to "voltmetric" operation - (dotted lines) have been established using the manual switch. the excitation winding EI of the disk DT is separated from the transformer TI. The secondary is short-circuited and it is supplied, via a rheostat Rh3, by a second secondary winding, S2, of the voltage transformer TT.
The main contactor CP must then switch on the capacitors when the phase-to-phase voltage drops below a predetermined value, for example the nominal voltage Un minus 5%, and disconnect the capacitors when the voltage reaches a predetermined value aubre, for example the nominal voltage Un plus 5%.
Contrary to the previous case, it is therefore necessary to switch on. The capacitors, and consequently excite the contactor CP, when the disc DT turns slower than the motor M, and consequently the switch IM is tilted to the left. This is why the manual switch makes connections such that, in this case, the opening of the switch
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Im (4-5) causes the opening of the intermediate relay RI which was supplied by the circuit 8 - 4 - ni - 5 - RI - IO -C - 14. We have seen previously that the locking relay RV being closed, the The opening of the intermediate relay RI ultimately closes the coil circuit of the contactor CP.
In addition, in the example which has been chosen, there is a difference of 10% between the voltage which causes the opening of the contactor CP and the voltage which causes it to close. The disk DT must therefore rotate at the same speed, for a voltage U when the contactor CP is open, and for a voltage U + 10% when the contactor CP is closed. To obtain this result, we have, in series with the voltage excitation winding AND of the disk DT, a rheostat Rh4, which is short-circuited by a rest contact 18 - 14 of the contactor CP, when the latter is-, excited.
Finally, a rheostat Rh2, inserted in series with the ET winding, makes it possible to continuously vary the voltage for which the operation of the device occurs.
We will now describe the operation of the locking relay RV, after a power failure, in the various cases which may arise.
1st case.
The device is set for "power factor" operation. The connections established are then those shown in broken lines on the diagram. Two circumstances are to be considered in this case:
First circumstance.
- Before the failure, the capacitors were disconnected.
The operation is then as follows: a) Before the failure -
The IM switch is flipped to the left, and cuts link 4-5. The intermediate relay RI is supplied by 14-10 - RI - 5 - 8. The locking relay is supplied by 14 - II - RV - 8. The main contactor CP is not supplied, because, although the- contact 31-32 is closed, its circuit is cut at 32-Ph3. b) During the outage -
The motor and the disc stop, and the IM switch remains in the position it occupied. The intermediate relay and the locking relay return to idle. c) After the failure -
The intermediary relay returns to work. Its contact 14-II supplies the coil of the locking relay via 14 - II - RV - 8.
The RV locking relay closes and is self-powered by its own contact 14 -II. Contact 31-32 is closed, and the power supply circuit of the contactor CP is prepared for closing this contactor if the switch IM switches to the right as a result of an increase in reactive power. absorbed by the OR user circuit. In this case, in fact, 1 switch closing circuit 4-5, as the switch establishes connection 10-4, the coil of intermediate relay RI is short-circuited to 10-5. The intermediate relay RI opens, and establishes contact 32-Ph3.
So everything happens as if the locking relay does not exist
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Second circumstance.
- Before the failure, the capacitors were connected.
The operation is then as follows a) Before the failure -
The IM switch is flipped to the right. As the coil of the intermediate relay RI is short-circuited by 10-4 and 4-5, this relay is open. The RV interlock relay is closed. In fact, before the capacitors were connected, this relay was supplied with 14 - II '- RV - 8 by contact 14-11 of the intermediate relay RI. When the IM switch flipped to the right, the RV relay remained energized by its own contact 14-11. The CP contactor is therefore supplied by Ph2 - CP - 31-32 -
Ph3. b) During the outage -
The IM switch remains in the same position, but the relay
RV returns to idle and cuts off, at 31-32, the supply to CP which returns to idle; the capacitors are therefore disconnected.
On the other hand, the relay RV cuts, at 14-11, the supply circuit 14 - II - PI - 15 - 7 AND - 8 of the "voltage" excitation winding AND of the disk DT. c) After the failure -
The intermediate relay RI remains open, since its coil is always short-circuited between 10 and 5 by the switch IM. The RV relay cannot return to work since its coil circuit is cut at 14 - II. The contactor CP can therefore not come to work either, its circuit being cut in 31-32, so that the capacitors are not reconnected.
On the other hand, the disc does not rotate since the power supply circuit of the "tension" winding AND is cut at 14-II. The motor M turns on its own and causes the switch IM to tilt to the left.
Since link 4-5 is open, the coil of the RI relay is short-circuited.
This relay closes and supplies the RV locking relay via its contact 14-11. This relay is self-powered by its own contact 14-11.
At this moment, the supply circuit AND of the disk DT is then closed according to 14 - II - PI - 15 - 7 -'ET - 8. From this moment, all the circuits are reestablished normally:; if the reactive power absorbed by CU is still too high, the switch IM switches again to the right, and the capacitors are switched on.
2nd case.
The device is set for voltmetric operation. The connections made are shown in dotted lines on the diagram. Two circumstances should also be considered:
First circumstance.
- Before the failure, the capacitors were disconnected.
The operation is as follows: a) Before the failure -
As explained previously, the switch IM is then low.:. butt to the right and make the 4-5 connection. The relay RI is therefore Closed by 14 - 10 - RI - 5 - IM - 4 - 8. The coil of the relay RV is supplied by 14 - II - RV - 8. The contactor CP is not powered since its circuit is cut in 32-Ph3.
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b) During the outage -
The RI relay and the RV relay return to idle - c) After the fault -
The RI relay returns to work, since the IM switch always makes connection 4 - 5. The RV relay returns to work, because the 14 - II contact is established. The CP supply circuit is prepared for a possible tilting of the switch IM to the left.
Everything happens as if the RV relay does not exist.
Second circumstance.
- Before the failure, the capacitors were connected.
The operation is then as follows: a) Before the failure -
The IM switch is flipped to the left and cuts, at 4-5, the 14 - 10 - RI - 5 - 4 - 8 supply circuit for the RI relay. The RV latch relay was stuck for the reason discussed above. Contact 31-32 is therefore closed, and contactor CP is energized. b) During the outage -
The RV relay returns to idle. The power supply to CP is cut at 31-32, and the capacitors are disconnected. Circuit 14 - II - 6 - M - - 8 - for supplying the motor is cut at 14-11. c) After the failure -
The RI relay cannot return to work, its supply circuit being cut between 4 and 5.
The RV relay cannot return to work, its power being cut off at 14-11.
Contact 31-32 is therefore open and CP is not supplied; the capacitors are not reconnected. The engine does not start, and the disc spins on its own until it tilts IM to the right. At this moment RI is supplied by 14 - 10 - RI - 5 - 4 - 8. Contact 14 - II closes and supplies the relay RV which is self-supplied by its own contact 14-11.
The CP contactor is still not powered, because its circuit is cut in 32 - Ph3. On the other hand, the motor M is restarted by 14 - II - 6 - M - 8.
All the circuits then return to normal, and the contactor CP is ready to reconnect the capacitors, if, the voltage between phases becoming too low, the differential causes the switch IM to switch to the left again.
CLAIMS.
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