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" Agencement pour la commutation sous charge d'un transformateur à gradins triphasé¯ ¯
La présente invention est relative à un agencement pour la commutation sous charge d'un transformateur à gradins triphasé, grâce à la coopération de thyristors et de diodes non commandées.
Grâce à l'utilisation de thyristors et de diodes, on obtient une
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commutation sans arc de la charge d'un transformaceur à gradins, d'un gradin de réglage au suivant.
De tels agencements pour la commutation sous charge sont connus. On utilise alors cependant pour chaque phase du trans- formateur à gradins au moins deux paires de thyristors connectés en opposition et en parallèle, de telle sorte que pour une commutation sous charge triphasée, on a besoin d'au moins douze thyristors. On a aussi déjà proposé de réduire le nombre des thyristors grâce à des montages avec une élimination forcée d'un court-circuit entre gradins amorcé mécaniquement. Dans ce cas aussi cependant, on a encore besoin d'au moins six thyristors peur la commutation sous charge. De ce fait, l'agencement pour la commutation sous charge, en particulier dans le cas d'un transformateur à gradins triphasé devient onéreuse et peu économique.
L'invention recherche une nette réduction des thyristors pour une commutation sous charge triphasée et ceci est obtenu sui- vant l'invention grâce au fait que les gradins à couper et à con- necter des enroulements de réglage des trois phases du transforma- teur à gradins sont reliés en parallèle avec les contacts permanents, par l'intermédiaire d'un pont redresseur triphasé entre eux et @ par une autre paire de diodes 3 la connexion de sortie, tandis qu'à la sortie de courant continu intéressée du pont redresseur tripha- sé on ne connecte qu'un thyristor de charge ou un groupe de thyris- tors de charge élargi par des connexions en série ou en parallèle en fonction du débit,
en série avec une self de blocage et @ paral- lèle avec ce thyristor de charge est connecté un circuit d'extinc- tion qui est constitué par le-montage série d'un condensateur d'ex- tinction préchargé, d'une bobine d'arrêt et d'au moins un thyristor auxiliaire.
Une réalisation avantageuse du montage consiste à ne prévoir qu'un seul circuit d'extinction pour les deux thyristors de charge, ce circuit pouvan t être connecté au moyen d'un inver-
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seur bipolaire à celui des ponts triphasés qui reprend le courant de charge des contacts permanents effectués à la coupures
Une autre réalisation avantageuse du montage peut éga=- lement consister à ne prévoir qu'un seul circuit d'extinction con- necté de façon fixe à un pont triphasé, ce dernier avec le circuit d'extinction étant connecté en parallèle,par un inverseur à com- mutation en l'absence de courant, avec le contact permanent par lequel passe le courant de charge.
Il est alors utile que le se- cond pont triphasé sans circuit .d'extinction comporte à la place du thyristor de charge et de la self de blocage, un interrupteur mécanique sans rebondissement.
Grâce à cet agencement pour la commutation sous charge suivant l'invention, on n'arrive à n'avoir besoin pour une commu- tation sous charge triphasée que de deux thyristors ou groupes de thyristors sous charge et au maximum de deux thyristors auxiliaires dans les circuits d'extinction. Par conséquent, le nombre des soupa- pes semi-conductrices commandées onéreuses est fortement réduit, sans compliquer pour autant le montage lui-même. On a même la possibilité d'exécuter une commutation sous charge triphasée avec un seul thyristor de charge et un thyristor auxiliaire.
Ceci est particulièrement avantageux par rapport aux agencements courants pour la commutation sous charge au moyen d'un grand nombre de thyristors-
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description ci-après, donnée à titre d'exemple non limitatif et en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 représente un agencement pour la commutation sous charge dans le cas d'un transformateur à gradins triphasée au moyen de deux ponts redresseurs triphasés avec un thyristor de charge et un circuit d'extinction connectés.
La figure 2 représente le même montage mais cependant avec un seul circuit d'extinction commutable.
La figure 3 représente un montage comportant un pont tri-
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phasé avec un thyristor sous charge et un circuit d'extinction ainsi qu'un pont triphasé avec un thyristor sous charge sans circuit d'extinction, les ponts triphasés pouvant être commutés à l'aide d'un inverseur assurant la commutation en l'absence de courant.
La figure 4 représente un agencement partiel correspondant à la figure 3, avec un interrupteur sans rebondissement à la place du thyristor sous charge et de la self de blocage pour l'un des ponts triphasés.
Le transformateur à gradins triphasé possède des enroulements de gradins U, V, W pour chacun desquels on a représenté
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deux prises A1 et Bij A2 et B 2' et A3 et B3. Les prises A,, A2, A3 sont reliées par des contacts permanents 1, 2 et 3 et les prises
Bl' B2' B3 par des contacts permanents 4,5, 6 à la connexion de sortie Y. En parallèle avec les contacts permanents 1, 2,3 est si- tué un pont triphasé DB1 et en parallèle avec les contacts perma- nents 4,5,6 un pont triphasé DB2. Entre le pont triphasé DB1 et les prises A1' A2 et A3 Sont connectés des interrupteurs d'isole- ment 7,8 et 9 tandis qu'entre le pont triphasé DB2 et les prises
B1' B2, B3 sont connectés des interrupteurs d'isolement 10., Il,et
12. Le pont triphasé DB1 possède des diodes 13,14, 15, 16,17, 18 et le pont triphasé DB2 des diodes 19, 20,21, 22, 23, 24.
En outre, on a prévu une autre paire de diodes 25,26 dans le pont triphasé
DB1 et une paire de diodes 27,28 dans le pont triphasé DB2, ces paires étant reliées à la connexion de sortie Y. A la sortie de courant. continu de#chacun des ponts redresseurs triphasés DBI et DB2 est connecté un thyristor sous charge 29, 30 en série avec une self de blocage 31,32. En parallèle avec la self de blocage 31,32 est située une diode 33,34.
En parallèle avec chaque thyristor sous charge 29,30 est situé , suivant l'exemple de réalisation de la figure 1, un circuit d'extinction qui est constitué par le montage série d'un condensateur d'extinction préconnecté 35,36, d'une bobine d'arrêt 37,38 et d'un transistor 39,40.
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Dans le montage de la figure 2 on a uniquement prévu un circuit d'extinction 35,37,39-, qui peut être connecté au moyen d'un inverseur bipolaire 41 avec des contacts mobiles 42,43, d'une part au thyristor sous charge 29 du pont triphasé DB1 et, d'autre part, au thyristor sous charge 30 du pont triphasé DB2.
A la figure 3, seul le pont triphasé DB1 est muni d'un circuit d'extinction35,37, 39 pour le thyristor sous charge 29, tandis que le thyristor sous charge 30 du pont triphasé DB2 ne possède aucun circuit d'extinction. Dans ce but on a prévu la possibilité grâce à un inverseur 51, à l'aide de contacts mobiles 52, 53,54,55,56,57, de connecter le pont triphasé DB1 comportant le circuit d'extinction 35,37, 39 connecté en permanence, à chaque fois en parallèle avec les contacts permanents débitant le courant de charge.
A la figure 4, on a connecté au pont triphasé DB2 un interrupteur mécanique sans rebondissement 58, à la place du tran- sistor sous charge 30 et de la self de blocage 32 (voir la figure
3).
L'objet de la présente invention sera expliqué plus en détails en se référant à une opération de commutation. La commutation s'effectue à partir des prises A1' A2' A3 vers les prises B1' B2' B3 des enroulements de gradins du transformateur de réglage.
Dans le montage de la figure 1, les contacts permanents 1,2,3 sont préalablement fermés et laissent passer le courant de charge. Pour amorcer la commutation, les interrupteurs d'isolement 7 à 12 sont fermés et le transistor sous charge 29 qui est connecté au côté à tension continue du pont triphasé DBI, est allumé ou rendu conducteur. Ensuite, les contacts permanents 1, 2,3 sont ouverts. Un courant de charge qui veut circuler de A1 vers A2 ou de A1 vers le point neutre Y, doit alors passer par l'interrupteur d'isolement 7, la diode 13, le thyristor sous charge 29, la self de blocage 31, la diode 16 et 1' interrupteur d'isolement 8 vers
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la prise A2 ou à partir de la self de blocage 29 par l'intermédiai- re de la diode 26 vers le point neutre Y.
Des voies correspondantes doivent être suivies par tous les courants entre les prises A1-A3 et le point neutre Y.
L'allumage du thyristor 30 dans le pont triphasé DB2 a alors lieu; de ce fait, un court-circuit de gradins triphasé entre les prises A1- A3 et B1- B3 est rendu possible. Déjà pour des frac- tions de la valeur de crête de court-circuit possible, la commande est influencée de telle sorte que le thyristor auxiliaire 39 dans le pont triphasé DB1 devient conducteur. De ce fait, le conden- sateur d'extinction 35 qui est préchargé, est brièvement déchargé par l'intermédiaire de la self de limitation 37, du thyristor sous charge 29 et des thyristors auxiliaires 39.
Aussitôt que le courant de décharge dans le thyristor sous charge 29, qui circule à l'opposé du courant de charge, devient égal à ce courant de charge, c'est à-dire aussitôt que le courant résultant devient nul, le thyristor sous charge 29 commence à se bloquer et il apparaît à ses bornes une tension de blocage négative, dont la valeur est entre autres fonction de la tension préalable du condensateur d'extinction 35.
Sous l'influence de la tension des gradins et de l'in- ductance dans le cirouit les gradins, le courant de charge augmente de la proportion du courant de court-circuit, continuera en@@re brièvement à circuler dans le même sens et il inverse la charge du condensateur d'extinction 35. Il faut alors veiller à ce que le condensateur d'extinction 35 soit choisi avec une valeur telle que la période pendant laquelle une tension négative est appliquée au thyristor sous charge 29 soit plus longue que le temps dit de libération des thyristors utilisés. Afin que le condensateur d'extinc- tion 35, lors de l'allumage du thyristor auxiliaire 39, ne se dé charge pas par l'intermédiaire des branches de diodes 13 à 18 ou 25 et 26, on a connecté en série la self de blocage 31.
La diode
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33 en parallèle avec cette self de blocage 31 sert à reprendre l'énergie accumulée dans la self.
Après que le pont triphasé DB1 s'est bloqué avec certi- tude, les contacts permanents 4,5,6 sont fermés et l'impulsion d'allumage est supprimée pour le thyristor 30 du pont triphasé
DB2. De ce fait, la commutation dans le circuit sous charge est terminée et les interrupteurs d'isolement 7 à 12 peuvent être ouverts.
La commutation de B1' B2, B3 vers A1' A2' A3 se déroule d'une façon analogue, l'extinction positive étant alors simplement effectuée dans le pont triphasé DB2-
Dans l'exemple de réalisation de la figure 2, le même montage porte les mêmes références qu'à la figure 1. Commeseule différence, on a prévu un seul circuit d'extinction 35,37,39, qui est connecté à l'aide d'un inverseur bipolaire 41 à celui des pons triphasés, dans le présent cas DB1, qui doit reprendre le courant de charge à partir des contacts permanents à couper 1,2,
3. Ceci est valable pour une commutation de la charge des prises A1' A2' A3 aux prises B1' B2' B3 .
Si l'on effectue une commutation des prises B1' B2' B3 aux prises A1' A2' A3, l'inverseur 41 doit être inversé par déplacement des contacts 42 et 43 vers le haut, de telle sorte que le circuit d'extinction 35,37,39 soit à présent connecté en parallèle avec le thyristor sous charge 30. L'inversion de l'inverseur 41 est effectuée à chaque fois avant l'ouverture des contacts permanents 1,2 3 ou 4,5,6.
Une autre forme de réalisation pour la commutation sous charge ressort également de la figure 3. Dans ce cas aussi, on n'a prévu qu'un seul circuit d'extinction 35,37, 39, qui est situé en parallèle avec le thyristor sous charge 29 et qui est connecta de façon fixe avec celui-ci au pont triphasé DBL Le thyristor sous charge 30 du pont triphasé DB2 ne possède aucun circuit d'extinction.
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Le pont triphasé DB1 avec le circuit d'extinction 35,37,39 est connecté en parallèle, par l'intermédiaire d'un inverseur 51 assurant une commutation en l'absence de courant avec les contacts permanents 1, 2,3 fournissant le courant de charge, lorsqu'une
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inversion est effectuée depuis les prîtes AI* A 21 A3 vers les pll- ses Si.* B2' B3' Lors d'une .commutation tous charge dans le sens
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inverse, à partir des prises B 11 B21 ver* lee ptinet Ai$ A 2, A,e on doit inverser l'inverseur 51 àvà0t l'efv&tur6 des contacts permanents.
Le même montage suivant là figure 3 peut également être
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uitilisê lorsque l'on remplace dans là gant triphasé bB2 sans CÎ#- cuit d'extinction le thyristor sous eaâëgê jO et la self de blô- cage 32 par un interrupteur mécanique sanë tebôfldiââeident sI (figure 4), ce dernier interrupteur î3téVd4Uâfit un bfëf ëdürt-difeuit triphasé des gradins, entre les priser Al Ay è Àj t 1 ËJ3 ce qui influence la commande des déi4à pour des ffadti8nµ de la valeur de crête de courë-=ëirëui fi4#µµàbié4 La commande des inverseurs 4i à ËÏ et âê l'interrupteur mécanique sans rebondissement Sà peut s'ë6ë6u6r âtÎ EâÙrâ dd l'à@= tionnement des contacts permanents èà à@µ inëêrrupêurs d'iàbiézéfih 7 à 12.
Dans l'exemple de réaÎÎêâti8h süiéfiE lâ ÉÉgÉÉé à, leµ ifi@f: rupteurs d'isolement deviennent superius éE ils sdnë iempiE!s par des contacts d'inverseur mobiles 52 a 57.
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Il doit être entendu que àâ prâ8nb& irlvëhtion nes6 @fl aucune façon limitée aux formes dé ±éàli%àÉi8fi Éà-àd"nt et que BiS1 des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre du présent brevet.
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