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Le réglage de la tension des transformateurs électriques est ordi- nairement réalisé par variation du nombre de spires utiles du bobinage. A cet effet, les bobinages possèdent des prises de réglage et il suffit de changer de prise pour modifier la tension.
Re problème du réglage s'en charge" de la tension présente une difficulté particulière, car il faut éviter d'interrompre le courant pendant le passage d'une prise à la prise voisine ; est ainsi amené à insérer tem- porairement dans le circuit, pendant le changement de prise, des impédances de transition,
La Fig.l représente schématiquement un exemple de réalisation connue d'un tel réglage.
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Le bobinage 1 est relié, d'une part, à la ligne en 2 et, d'autre part, à la borne 3 par l'intermédiaire des impédances de transition Z1 et Z2 et des doigts 4 & 5 du commutateur qui peuvent venir en contact successivement avec les prises A, B, .... N.
On a représenté la borne 3 reliée à la prise A par les deux doigts 4 & 5 . On a, alors, une tension U aux bornes 2-3 et les impédances Z-. et Z2 ne sont le siège d'aucun courant local de circulation.
Pour passer de la prise A à la prise B , on fait d'abord venir le doigt 5 sur la prise B . Dans cette position intermédiaire, la partie du bobinage 1 comprise entre les prises A & B donne lieu à des courants de cir- culation se fermant localement par les impédances Z, et Z2 en série.
Ensuite, le doigt 4 quitte, à son tour, la prise A et vient sur la prise B .
On a aux bornes 2-3 la tension U + ul et les impédances de tran- sition Z1 et E2 ne sont le siège d'aucun courant local de circulation, les doigts 4 & 5 portant tous les deux sur la prise B .
Les impédances de transition peuvent être dimensionnées pour un temps de fonctionnement très court, simplement celui nécessaire au passage de la position A à la position B . Dans ce cas, on admet des surcharges très élevées (densité de courant de 50 à 200 ampères par mm2). Les impédances ont alors un encombrement très faible; par contre, ce système présente l'inconvé- nient d'être vulnérable si, à la suite d'une défaillance mécanique, les impé- dances de transition restent en service au bornes de deux prises voisines plus longtemps qu'elles ne doivent normalement y rester.
La présente invention a pour objet un mode de protection des impé- dances de transition contre les risques qu'elles peuvent courir en restant ac- cidentellement parcourues par des courants locaux de circulation pendant un temps anormalement long; elle est applicable non seulement à la protection des impé- dances de transition des commutateurs de réglage en charge des transformateurs à prises variables, mais aussi à toutes autres impédances de transition, fonc- tionnant dans des conditions analogues, de commutateurs électriques de réglage quelconques.
Ce mode de protection est essentiellement caractérisé en ce que, lorsque le commutateur de réglage en charge quitte une position fin de course
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-.en vue d'un changement de prise et se trouve dans une position intermédiaire où l'impédance de transition est parcourue par un courant local de circulation, il agit sur un dispositif à retardement, qui provoque le fonctionnement d'un disjoncteur ou une autre manoeuvre de protection, si le commutateur de,réglage pas n'est pas parvenu effectivement dans sa nouvelle position de fin de course, corres- pondant à la mise en service de la nouvelle prise, dans le temps admissible de maintien de l'impédance en service de transition.
L'appareil de réglage en charge peut avantageusement être mis au potentiel terre, ce qui permet de ne pas tenir compte de la tension de circuit à régler pour l'isolement du dispositif de protection.
En se référant aux figures schématiques ci-jointes, on va décrire des exemples, donnés à titre non limitatif, de mise en oeuvre de l'invention.
Les dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de ces exemples devront être considérées comme faisant partie de l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront être aussi bien utilisées sans sortir du cadre de celle-ci.
Dans ces exemples, on supposera qu'il s'agit de protéger des impédances de transition, telles que Z1 et Z2 , d'un commutateur de réglage en charge d'un transformateur à prises variables A, B, ... N, montées sur un bobinage tel que le bobinage 1 de la Fig.l, la tension étant prélevée sur le transformateur, ou lui étant appliquée, entre les bornes 2 & 3.
Le schéma de la Fig. 2 donne un premier exemple de disposition de protection conforme à l'invention. Dans cette disposition, on utilise des con- tacts a, b,.... n, montés entre eux en parallèle et Correspondant respective- ment aux prises A, B, ... N de l'enroulement 1, llappareil de réglage provo- quant (par tout dispositif approprié), lorsqu'il met en service-normal (c'est-à- dire en dehors des périodes de transition) l'une quelconque de ces prises, la fermeture du contact a, b,.... n correspondant.
Le déplenchement du disjoncteur de protection du transformateur (ou, au moins, de mise hors tension du commutateur de réglage) est supposé provoqué par la fermeture, par le contact 7, d'un circuit auxiliaire 8; ce contact 7 est celui d'un relais, dont la bobine 6 est alimentée, par une source auxiliaire quelconque, par la fermeture de l'un quelconque des contacts a, b,....n;
les choses sont réglées de manière que lorsque la bobine 6 est sous courant, le contact 7 estmaintenu ouvert, ce contact étant temporisé
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à la fermeture et son retard #t2 étant supérieur à la durée #t1 pendant laquelle les impédances Z, et Z2 restent normalement dans leurs positions de transition (contacts 4 et 5 branchés respectivement sur deux prises voisines de l'enroulement 1).
: Le fonctionnement est le suivant
Lorsque les doigts 4 & 5 sont dans la position de la Fig.l, prise A en service, le,! contacta a commandé par la fin de course des doigts 4 & 5 ,est fermé; le relais 6 est alimenté et le circuit de protection 8 est ouvert.
Dans la période transitoire (temps normal de -transition #t1), le doigt 5 ,pour venir sur la prise B , quitte la prise A et ouvre le con-- tact a ; le relais 6 n'est plus alimenté, mais le contact 8 du relais tem- porisé 6 reste ouvert un temps #t2.
Finalement, le doigt 4 quitte à son tour la prise A , mettant fin à la période transitoire et vient sur la prise B ,fermant le contact b en fin de course ; lerelais 6 se trouve réalimenté,
Si le fonctionnement a été normal, la durée #t1 de la période transitoire est inférieure au temps #t2 de retard à la fermeture du contact 7.
Le circuit de protection 8 est resté ouvert.
Si le fonctionnement est défectueux, la durée #t1 de la pé- riode transitoire est supérieure au temps #t2 de retard à la fermeture du contact 7. Le circuit de protection 8 -est fermé et fait déclencher le dis- joncteur de protection du transformateur.
La Fig.3 montre un exemple de commande, par le commutateur de changement de prises en charge, des contacts de mise sous courant de la bobine 6.
On supposera que ce commutateur de réglage en charge est dû type connu à accumulateur d'énergie à ressorts (cette disposition n'étant dtailleurs pas figurée) et qu'il comporte - un sélecteur de prises à fonctionnement lent 12 (non figuré autrement que par la référence 12), préparant, durant la manoeuvre de tension des ressorts de l'accumulateur d'énergie du commutateur, les connexions aux prises de l'enrou- lement du transformateur; - un organe de commutation 9 dont la manoeuvre, qui doit être rapide, est pro- voquée par le déclenchement des ressorts.
Cet organe de commutation comporte
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un pont conducteur rotatif 13 , connecté à la borne 3 ,et des.plots extrêmes,
10 & 11, respectivement connectés aux doigts 4 & 5 du sélecteur de prises 12.
Les impédances de transition, Z1 et Z2, sont connectées respecti- vement au plot-extrême 10 et à un plot intermédiaire 14 de l'organe de commu- tation 9, au plot 11. et à un plot intermédiaire 15 . Dans sa position de ;la Fig.3, le pont conducteur'rotatif 1.3 '-shunte les plots 10 et 14, court-circuitant Z,; dans sa position intermédiaire, il shunte 14 et 15 ,dérivant les impédances Z, et Z2, en série entre elles, entre deux prises consécutives du bobinage-1 ; enfin, dans sa position extrême de droite, le pont 13 shunte les plats 15 et 11, court-circuitant Z2.
Dans ses positions extrêmes de fins de course, le bras qui porte le pont 13 vient fermer le contact auxiliaires 16 (fin de course gauche) ou le contact auxiliaire 17 (fin de course droite).
Les deux contacts auxiliaires 16 et 17 jouent le rôle alterna- tivement, des contacts a, b,... n de la Fig. 2, ainsi qu'on va maintenant l'expliquer.
Dans la Fig.3, l'organe de commutation 9 est représenté dans sa position fin de course de gauche; la prise A est normalement en service, reliée par 10-13 à la borne 3, Z1 est court-circuitée par le pont 13 et le contact 16 est fermé ; bobine 6 est sous courant et le contact 7 ouvert.
Si l'on fait tourner le commutateur 9 pour venir mettre en service la prise B, le pont 13 doit aller de 10 en 11 en un temps normal de fonctionnement #t1. Le contact 16 s'ouvre au début de la manoeuvre et le relais 6 n'est plus alimenté, mais 7 reste ouvert par le temps #t2.
En position de fin de course à droite, le pont 13 est sur les plots 15 et 11; la prise B du bobinage 1 est en service normal, l'impédance Z2 est court-circuitée, le contact 17 du dispositif de protection est fermé et le relais 6 est réalimenté.
Si le fonctionnement a été normal, #t1 temps de la transition est inférieur à #t2 temps de retard à la fermeture de 7 et la bobine est réalimene avant que le contact 7 ait fermé le circuit de protection Ô .
Si le fonctionnement est défectueux, #t1 est supérieur à #t2; le contact 7 ferme le circuit de protection 8 et le transformateur, ou tout au moins sont appareil de réglage en-charge, est mis hors tension.
Quand on veut passer de la prise B à la prise C, l'organe @
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de commutation 9 est manoeuvré en sens inverse, la période de transition s'étendant de l'ouverture du contact 17 à la fermeture du contact 16 .
Ainsi, en cas de mauvais fonctionnement d'un organe mécanique quelconque, l'incident se limite au remplacement de cette partie défectueuse; en aucun cas, les impédances de transition ne sont détruites, car elles ne peu- vent être en service pendant un temps supérieure à la limite #t2 ,pour laquelle elles sont dimensionnées.
Les Fig.4,5 et 6 représentent des variantes de la commande du circuit de protection 8 par le commutateur de réglage en charge dans ses positions de fins de course.
Sur la Fig.4, le circuit de protection 8 est supposé actionner un disjoncteur à manque de tension, le contact 7 étant normalement fermé et s'ouvrant seulement si tous les contacts a, b, ... n (du genre de ceux du même nom de la Fig. 2) restent ouverts un temps #t2 correspondant au retard à l'ou- verture du contact 7; les contacts a,b,.... n peuvent, bien entendu, être @ 1- sés par un ensemble de deux contacts du genre 16 et 17 de la Fig.3, ou autre- ment.
Sur les Fig. 5 et 6, les contacts a,b, ... n sont en série dans le circuit de la bobine 6, qui n'est pas alimentée en fonctionnement normal.
Le circuit de protection 8 est normalement fermé sur la Fig.5 et il agit sur le déclenchement à manque de tension du disjoncteur de protection ; la Fig.6 au contraire, le circuit 8 .normalement ouvert, actionne, en cas d'avarie, le déclenchement à émission du disjoncteur.
La Fig.7 indique schématiquement un exemple de commande électrique des contacts de contrôle du circuit de protection; les bobines 18 et 19 de- relais actionnant des contacts du genre de 16 & 17, sont alimentées lorsque les impédances Z1 et Z2 sont le siège d'un courant local de circulation (transition), grâce aux liaisons électriques 20 et 21 avec le circuit de ces impédances.