CA1100617A - Disjoncteur d'interconnexion a haute tension - Google Patents
Disjoncteur d'interconnexion a haute tensionInfo
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- CA1100617A CA1100617A CA291,584A CA291584A CA1100617A CA 1100617 A CA1100617 A CA 1100617A CA 291584 A CA291584 A CA 291584A CA 1100617 A CA1100617 A CA 1100617A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
- H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
- H01H33/02—Details
- H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
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Abstract
: Disjoncteur d'interconnexion à haute tension, caractérisé par la mise en parallèle, en premier lieu d'une chambre principale. possédant un pouvoir de coupure, comportant un fonctionnement rapide à l'ouverture et prévue pour cycle ouverture-fermeture, en second lieu d'une chambre comportant une fermeture très rapide, un pouvoir de fermeture, et une tenue aux surintensités de très courte durée et en troisième lieu d'un dispositif comportant en série une résistance et une chambre de coupure du courant réduit par la résistance.
Description
6~'7 . , :
L'invention est relative à un disjoncteur à haute tenqion et plu~ particulièrement à un disjoncteur ut.ilisé en interconnexion de réseaux à plusieurs sources d'alimentation.
Lorsque des réseaux sont alimentés par plusieurs sourceq intercon-nectées, un dis~oncteur d'interconnexion est amené à couper un oourant de court-circuit qui est la somme des courants débités par plusieurs de ces sources. C'est pourquoi on a été conduit à rechercher dans de - telles installations.des dispositions permettant de réduire l'importance des courants de coupure supportés par les dis~oncteurs.
Ainsi dans une installation comportant un générateur relié
à deux transformateurs à haute tension as3urant une interconnexion entre deux réseaux, telle que celle qui fait l'ob~et de la demande . :~
de brevet ~nadien no. 258,84~ la disposition d~ protec~ion u~ilis~e psrmet une réduction du pouvoir de ooupure des disjonoteurs des généra-teurs, mais le temps de passage du oourant initial de oourt-oircuit est relativement long. : -En e~fet, le3 disjonoteurs de générateurs ont un courant ~
~ .
nominal élevé et sont généralement des appareils à isolement dans l7air.
Ils comportent des contaots mobiles lourds effeotuant des courses rela-20 tivement longues et il en ré3ulte un temps de fonctionnement as3ez :
long.
Or, lorsqu'un défaut peut être alimente par des sources diffé~rente~ en interconnexion, il y a intérêt ~
- à réduire très rapidement l'apport de puis~.ance fourni par au moins .~ :
une des sources, de pré~érence la plus puissante, afin de limiter les détériorations cau3ées par un grand courant de oourt-circuit, - à maintenir la stabilité-du réseau et la synchronisation entre les sources par l'insertion d'une impédance de liaison1 généralement une ~.
résistance dlassez faible val~ur ohmique, - à réduire le temp~ de passage du courant dans l'impédance de liaison arin de diminuer l'énergi.e développée dans oette impédance et par oonsé-,,~
6~7 quent son enco~brement.
Selon l'invention, ces oonditions peuvent être satis~aitesà l'aide d'un dis~oncteur comportant, en parallèle avec une chambre de coupure rapide principale pouvant e~ectuer un cycle d'ouverture-~fermeture, un dispositif de fermeture très rapide et une résistance en série avec une ohambre de ooupure auxiliaire.
L'invention a pour objet un dis~oncteur à haute tension, ~
caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de coupure principale ~ ;
à ouverture rapide, disposée en parallèle, d'une part avec un circuit 10 comportant une impédance de limitation du courant de court-circuit ;~
et une chambre de coupure auxiliaire à pouvoir de coupure correspondant à ce courant limité, et d'autre part à une chambre de fermeture rapide, ladite chambre de coupure principale fonctionnant 90US 11 effet d'un court-circuit à partir de ~a position de fermeture selon un cycle comportant une position d'ouverture suivie d'une position de Permeture.
Selon une caractéristique, au cours du cycle de ~onctionnement, la chambre de coupure auxiliaire étant Permée, une séquence de manoeuvres provoque diabord l'ouvertura de la chambre de coupure principale, puis la fermeture de la chambre de ~ermeture, l'ouverture de la chambre auxiliaire, `~
la fermeture de la chambre de coupure principale, l'ouverture de la chambre de fermeture, puis la fermeture de la chambre auxiliaire.
Selon une autre caractéristique, le dis~oncteur comporte plusieurs chambres principales de coupure di~posées en séris, et une ou plusieurs chambres de ~ermeture sont disposées chacune en parallèle aux bornes d'une ou de plusieurs de ces chambres de coupurs principales.
-Les caractéristiques et avantage~ de l'invention apparaîtront ~ ~' ; dans la description des diYers exemples de réalisation et de leur illus- ;~
tration dans les dessins annexés. ; ~ ~;
La figure 1 est une représentation schématique de dis~oncteurs 30 d'interconnexion selon l'invention, en application à l'interconnexion -`
d'un génarateur avec deux réseaux.
L'invention est relative à un disjoncteur à haute tenqion et plu~ particulièrement à un disjoncteur ut.ilisé en interconnexion de réseaux à plusieurs sources d'alimentation.
Lorsque des réseaux sont alimentés par plusieurs sourceq intercon-nectées, un dis~oncteur d'interconnexion est amené à couper un oourant de court-circuit qui est la somme des courants débités par plusieurs de ces sources. C'est pourquoi on a été conduit à rechercher dans de - telles installations.des dispositions permettant de réduire l'importance des courants de coupure supportés par les dis~oncteurs.
Ainsi dans une installation comportant un générateur relié
à deux transformateurs à haute tension as3urant une interconnexion entre deux réseaux, telle que celle qui fait l'ob~et de la demande . :~
de brevet ~nadien no. 258,84~ la disposition d~ protec~ion u~ilis~e psrmet une réduction du pouvoir de ooupure des disjonoteurs des généra-teurs, mais le temps de passage du oourant initial de oourt-oircuit est relativement long. : -En e~fet, le3 disjonoteurs de générateurs ont un courant ~
~ .
nominal élevé et sont généralement des appareils à isolement dans l7air.
Ils comportent des contaots mobiles lourds effeotuant des courses rela-20 tivement longues et il en ré3ulte un temps de fonctionnement as3ez :
long.
Or, lorsqu'un défaut peut être alimente par des sources diffé~rente~ en interconnexion, il y a intérêt ~
- à réduire très rapidement l'apport de puis~.ance fourni par au moins .~ :
une des sources, de pré~érence la plus puissante, afin de limiter les détériorations cau3ées par un grand courant de oourt-circuit, - à maintenir la stabilité-du réseau et la synchronisation entre les sources par l'insertion d'une impédance de liaison1 généralement une ~.
résistance dlassez faible val~ur ohmique, - à réduire le temp~ de passage du courant dans l'impédance de liaison arin de diminuer l'énergi.e développée dans oette impédance et par oonsé-,,~
6~7 quent son enco~brement.
Selon l'invention, ces oonditions peuvent être satis~aitesà l'aide d'un dis~oncteur comportant, en parallèle avec une chambre de coupure rapide principale pouvant e~ectuer un cycle d'ouverture-~fermeture, un dispositif de fermeture très rapide et une résistance en série avec une ohambre de ooupure auxiliaire.
L'invention a pour objet un dis~oncteur à haute tension, ~
caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de coupure principale ~ ;
à ouverture rapide, disposée en parallèle, d'une part avec un circuit 10 comportant une impédance de limitation du courant de court-circuit ;~
et une chambre de coupure auxiliaire à pouvoir de coupure correspondant à ce courant limité, et d'autre part à une chambre de fermeture rapide, ladite chambre de coupure principale fonctionnant 90US 11 effet d'un court-circuit à partir de ~a position de fermeture selon un cycle comportant une position d'ouverture suivie d'une position de Permeture.
Selon une caractéristique, au cours du cycle de ~onctionnement, la chambre de coupure auxiliaire étant Permée, une séquence de manoeuvres provoque diabord l'ouvertura de la chambre de coupure principale, puis la fermeture de la chambre de ~ermeture, l'ouverture de la chambre auxiliaire, `~
la fermeture de la chambre de coupure principale, l'ouverture de la chambre de fermeture, puis la fermeture de la chambre auxiliaire.
Selon une autre caractéristique, le dis~oncteur comporte plusieurs chambres principales de coupure di~posées en séris, et une ou plusieurs chambres de ~ermeture sont disposées chacune en parallèle aux bornes d'une ou de plusieurs de ces chambres de coupurs principales.
-Les caractéristiques et avantage~ de l'invention apparaîtront ~ ~' ; dans la description des diYers exemples de réalisation et de leur illus- ;~
tration dans les dessins annexés. ; ~ ~;
La figure 1 est une représentation schématique de dis~oncteurs 30 d'interconnexion selon l'invention, en application à l'interconnexion -`
d'un génarateur avec deux réseaux.
- 2 - -`: . llOG`617 La figure 2 est une représentation schématique de la séquence des manoeuvres du disjoncteur en présence d'un court-circuit.
La figure 3 représente une variante de mode de réalisation d'un disjoncte.ur d'interconnexion.
La figure 4 est une représentation schématique d'application d'un disjoncteur d'interconnexion entre un générateur et un réseau.
~e3 figures 5 et 6 sont des représentations schématiques d'applica-- tion de disjoncteur d'interconnexion entre jeux de barres de postes d'inter connexion.
Dans la figure 1,on a désigné par S1 et S2 l'ensemble de .. disjoncteurs à haute tension d'interconnexion selon l'inventlon, disposés respectivement entre des réseaux à haute tension B1 et B2 et des transfor-mateurs abaisseurs Tl et T2. Ces transformateur~ sont eux-mêmes interconnec-tés avec un générateur G à travers des disjoncteurs de protection C1 et C2 shuntés chacun par une chambre aux~liaire de coupure E1 et E2 en série avec une résistance de limitation R1 et R2. Les disjoncteurs C1 et C2 et leur dispositif de shuntage sont analogues à ceux décrits dans la demande de brevet canadien no. 258,849, dan.s laguelle ia r~sis-tances Rl (ou R2) est destinée à amortir la tension transitoire de.rétablis-sement pendant la coupure, E1 (ou E2) est une chambre-auxiliaire de coupure '~assurant la coupure du courant limité par la résistance R1 (ou R2).
Les disjoncteurs S1 et S2 comportent des chambres de coupures .
principales Dl et D2 dont le temps total d'élimination du défaut est très .court (par exemple une période du courant de court-circuit). Des impédances constituées par des résistances d'ouverture R3 et R4 en série avec les . ohambres auxiliaires de coupure d1 et d2 sont disposées en parallèle avec les chambres principales D1 et D2, ainsi que des chambres de fermeture Fl et F2 permettant un shuntaee très rapide des résistances R3 st R4 dans un cyole d'ouverture-fermeture rapide, immédiatement après la coupure des chambref: des disjoncteurs C1 (ou C2) et bien avant la refermeture de~ contacts principaux des chambres Dl (ou D2).
' De telles dispoqitions permettent une réduction très ~ensible :
du temps de passage du oourant dans les résistance~ R1 (ou R2), donc de leurs dimensions.
Les résistances identique~ R3 et Rl~ sont dimensionnées de telle façon qu'en position dlouverture des chambre~ C1, E1 et D2 et avec un défaut en A1 par exemple, le générateur G continue à débiter à travers ~ :
C2, d2 et R4, un courant suffisant pour rester synchronisé avec le réseau B2 et fournir de l'énergie aux auxiliaires X2 à travers le transformateurs T2.
. On est conduit à une séquence de manoeuvres schématisées par 10 les l~gne~ de courbes de la figure 2 correspondant succesQivement aux para- :
mètres suivants :
- Ll aux contacts de la chambre de fermeture F2, - L2 aux contact~ de la chambre auxiliaire d2, L3 aux contacts de la chambre de coupure principale D2, ~ L4 au courant ie de la courbe de fermeture non représentée de la chambre de coupure principale D2, - L5 au courant io de la bobine d'ouverture non repréqentée de la chambre de coupure principale D2, - L6 à l'axe des temps, -`
20 - L7 au courant ic de la bobine d'ouverture non représentée de la chambre -principale du disjoncteur C1, :
- L8 aux contacts de la chambre principale de coupure du disjoncteur C1, - Lg aux contact~ de la chambre auxiliaire de coupure E1 du diqjonoteur C1.
La chambre de coupure du di~joncteur C1 (ou C2) effectue une manoeuvre d'ouverture ~cimple, leq chambre~ de coupure C1, C2, El, et E2 étant inltialement fermées.
La chambre de coupure principale D2 (ou D1) effectue une manoeuvre d'ouverture-fermeture rapide, leq chambres de coupure D1, D2, d1 et d2 étant initialement fermées, et les chambres de fermetures F1 et F2 étant initialement ouvertes ; F2 (ou F1) ne fonctionne que sur un ordre de fermeture.
Lor~ de l'apparition d1un défaut, par exemple au point A1 de la fiæure 1, a un instant to, l'ordre d'ouverture est donné simultanement à l'instant t1 aux dis~oncteurs C1 et D2. Le temps d'ouverture de la chambre D2 étant très court, celle-ci 5 ~ ouvre la première à l'instant t2 ; la coupure .
du courant ds défaut intervient à l'in~tant t3, où la résistance Rl~ se trouve insérée avec la chambre de coupure auxiliaire d2 et limite le courant , de court-circuit provenant du réseau B2.
Le courant de court-circuit traversant la chambre C1 est alors réduit à la somme du courant débité par le générateur G et du courant résistant de faible valeur provenant du ré.~eau B2 en traversant la rési~tance R4. La chambre C1 s'ouvre à l'instant t5 et, après la ooupure du courant de court-circuit, ins~re à l'instant t6 la résistance R1 qui amortit la ,~
tension transitoire de rétablissement apparaissant aux bornes de la chambre C1.
T,e générateur G peut alors fournir de l'énergie aux auxiliaires X2 ;~ :
à travers le transformateur T2 et au réseau B2 à travers le transformateur T2 et la résistance R~. La chambre auxiliaire E1 s'ouvre à l'instant tg et interrompt le courant traversant R1 à l'instant t10. Le générateur est ,~
alors complètement isolé du défaut A1.
La chambre de fermeture F2 qui reçoit l'ordre de fermeture, : par exemple en t4 après l'insertion de la résistanoe R4, peut, dès la coupure de la chambre C1 à l'instant t6, se fermer à,l'instant t7, ce ~ ~, qui permet au générateur de débiter à nouveau sa charge ou une partie : ;
de sa.charge dans le réseau B2. La chambre de fermeture F2 s'ouvre automati~
quement à l'instant t12 après la fermeture à l'instant t11 des contacts ~ ;
principaux de la chambre D2. La chambre auxlliaire d2 s~ouvre à l'irstant t8 après la fermeture des contacts de la chambre de fermeture F2 et se referme à l'instant t13. , ~ :
~n cas d'ouverture simple de la chambre D2 seuls les contacts des chambres D2 et d2 fonctionnent. Ces chambres s'ouvrent aux in~tants : t2 pour D2 et t8 pour d2~
Si le défaut se produit en A2, les chambres D1 et C2 s'ouvrent et le .onctionnement est symétrique.
La rapidité de fonctionnement des chambres D1 et D2 protège _ 5 m 6~L7 aussi efficacement les tronçons de ligne A'1 B1 et A'2 B2. En erfet, si le défaut appara~t en A"1 (ou A"2), l'ouverture du seul disjonoteur D1 (ou D2) est suffisant. Celui-ci isole rapidement le générateur du défaut et permet l'alimentation directe des auxiliaireq X1 (ou X2) à traver~
les transformateurs T1 (ou T2).
Les défaut~ en A'1 (ou en A'2) entraînent un fonctionnement des disjoncteurs identique à ¢elui provoque par des défauts en A~ (ou A2).
Lorsque le tronçon A'1 B1 (ou 1'~ B2) est une longue ligne (poste éloigné du générateur), le~ chambres D1 ou (D2) protègent cette ;~
ligne comme un disjoncteur cla~qique, mai~ en éliminant le défaut très rapidement.
La chambre de fermeture F1 ou F2, qui permet de réaliser une fermeture rapide du circuit avant que les contacts de la chambre principale D1 ou D2 se soient refermé~, possède les caractéristique~
~uivantes :
- Le temps de fermeture est trè~ court (par exemple en une période ou une période et demis).
- Les contacts ont un pouvoir de fermeture et une tenue de courte durée aux ~urintensités (par exemple pendant une cinquantaine de millisecondes).
- Après fermeture, oe conta¢t peuvent s'ouvrir automatiquement en un temp~ de l'ordre de 50 ms entre fermeture et ouverture. Ce3 oontacts9 dont la position d'ouverture eqt la position normale, n'ont pas à supporter le courant nominal. La chambre de fermeture, qui ne siouvre qu'après la fermeture de la chambre principale D1 (ou D2) n'a pas de pouvoir de coupure.
- En position d'ouverture, la chambre de fermeture e~t remplie d'un fluide isolant sous pression (ou non) permettant de tenir la tension appliquée aux bornes de la ou des chambres principales. La nature de ~-ce fluide, sa pression ou à la fois la nature et la pression de ce fluide peuvent etre différent~ de ceux utilisés dans la chambre de ooupure principale D.
- .: -- ,. .. ... , , ., ,, :
6~7 - L'utilisation d'un soufflage pendant la fermeture centre et refroidit l'arc de préamor~age et peut accro1tre le pouvoir de fermeture.
- Les contacts peuvent être soit des contacts en bout, soit des doigts de contact.
- Un ordre spé~ial de fermeture provoque le déplacement des contacts.
En variante, chaque disjoncteur d'interconnexion peut comporter en série plusieurs chambres principales, mais le nombre 10 - des chambres de fermeture est égal ou inférieur a celui des cham-bres principales. Ainsi, dans llexemple de la figure 3, on a quatre chambres principales en série Dl, D'l~ D"l, D"'l~ quatre chambres auxiliaires dl, d~', d~", et dl"' et quatre résistances R3, R3', R3" et R3"', mais on n'a que deux chambres de fermeture en série-Fl pour Dl et D 1' et F 1 pour D 1 Par ailleurs, les chambres de fermeture peuvent être ou non partiellement incorporees aux chambres principales.
- En plus de l'exemple de la figure 1, on peut citer plusièurs autres cas non limitatifs d'application de l'invention.
-Le schéma de la figure 4 correspond a un générateur G
alimentant un seul transformateur Tl.
~ Si le défaut apparaît au point Al, en l'absence du - disjoncteur Dl, le disjoncteur Cl du générateur G devrait couper le courant de court-circuit du réseau, et sur un reseau puissant ce courant peut correspondre à un multiple du courant de court-circuit du générateur G. Avec ce sch~ma, la coupure rapide de la chambre Dl insere la résistance R3 et r~duit le courant de court- ~-circuit avant l'ouverture des contacts de la chambre Cl. Le courant dans le défaut est réduit a la somme du courant de court-circuit du générateur et d'un courant résistant de faible valeur.
La chambre de coupure du disjoncteur Cl n'a a couper que ce dernier. Des la coupure de la chambre principale du disjoncteur ~ .
~ 7 ~
ll~G617 Cl, à l'instant t6 (figure 2). le r~seau, par l'intermédiaire du transformateur Tl, peut fournir de l'éneryie aux auxiliaires Xl, d'abord à travers la résistance R3, puis à travers la chambre Fl, lorsque les contacts de cette derni~re se sont refermes.. _ _~.... .... . ................ _ ~ _ ~ ' l :~ .
.
.
~L~0~617 Si le dé~aut appara~t au polnt A2, la chambre principale du disjoncteur C1 coupe le courant de court-circuit du générateur.
Ainsi, grâce à l'utili~ation du disjoncteur S1, dont la chambre de coupure principale D1 est à re~ermeture rapide, le courant maximal de court-circuit coupé par le disjoncteur C1, de temps de coupure plus long que celui de la chaMbre du dis~oncteur D1, est égal au courant de oourt-circuit du genérateur. Par contre, la chambre de coupure du disjoncteur C1 doit posséder un pouvoir de fermeture et une tenue aux surintensités égale au courant de court-circuit maximal de l'installation.
La séquenoe des manoeuvres reste analogue à celle du schéma de-la figure 1, le disjoncteur S2 étant remplacé par le disjoncteur S1.
Les ~chémas des figures 5 et 6 correspondent à titre d'exemple à de~ postes à deux jeux de barres dan~ lesquels les disjoncteurs S1 et S2 ~ selon l~invention, sont installés en série sur les Jeux de barres et relient chacun des deux demi-jeux de barres H et I ou J et K. La figure 5 correspond au schéma dit "à un di joncteur et demi" et la figure 6 au schéma du poste cla~sique à deux jeux de barres. ~ans ces deux schéma~, le fonctionnement du disjonoteur à re~ermeture rapide est analogue.
L'apparition d'un défaut, au point A1 par exemple, provoque un cycle ouverture-~ermeture des disjoncteurs rapides S1 et S2 et l'ouver-ture des disjoncteurs plu~ lents C1 et C2. L'ouverture des chambres de coupure D1 et D2 des disjoncteurs S1 et S2 insère leq résistance R1, R2 dan~ le circui~, réduit fortement le courant de défaut dans les ;
chambres de coupure des disjoncteurs C1 et C2 et facilite la coupure de ces dernières. L'alimentation des lignes saine~ et la stabilité
des réseaux sont assurées d'abord par la limitation rapide du courant de défaut par les résistances R1 et R2, puis la refermeture rapide des contaots des chambres F1, F2 qui réduit 11énergie developpée dans ~`
les résistances R1, R2.
Dans le schéma de la figure 6, où les deux jeux de barres sont indépendants l'un de l'autre, l'ouverture du seul disjoncteur S
~0~6~7 est suffisante pour le défaut en A1.
L'utilisation des disjoncteurs Sl, S2 à refermeture rapide limite le courant de courtcircuit que doivellt couper les disjoncteurs C1 et C2, de temps de fonctionnement plus long, à un courant nettement plus faible que celui correspondant à la puissance maximale du réseau.
Par contre, le pouvoir de fermeture ds3 chambres de coupure des disjonc-teurs C1 et C2 doit toujours correspondre au courant de courc-circuit maximal sur le jeu de barres.
Généralement, en plus du cycle ouverture-fermeture rapide, leq dis~onoteurs à refermeture rapide tels que S1 et S2 peuvent réaliser toutes les manoeuvres prévues par les normes : ouverture simple, fermeture simple, cycle d'ouverture-fermeture-ouverture...
En position d'ouverture, ils peuvent isoler deux portions de circuit et, lors d'un défaut sur un jeu de barres, maintenir sous tension une partie du poste.
; Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'etre décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, ~ans sortir ~; -du cadre de ~'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente.
_ g :
La figure 3 représente une variante de mode de réalisation d'un disjoncte.ur d'interconnexion.
La figure 4 est une représentation schématique d'application d'un disjoncteur d'interconnexion entre un générateur et un réseau.
~e3 figures 5 et 6 sont des représentations schématiques d'applica-- tion de disjoncteur d'interconnexion entre jeux de barres de postes d'inter connexion.
Dans la figure 1,on a désigné par S1 et S2 l'ensemble de .. disjoncteurs à haute tension d'interconnexion selon l'inventlon, disposés respectivement entre des réseaux à haute tension B1 et B2 et des transfor-mateurs abaisseurs Tl et T2. Ces transformateur~ sont eux-mêmes interconnec-tés avec un générateur G à travers des disjoncteurs de protection C1 et C2 shuntés chacun par une chambre aux~liaire de coupure E1 et E2 en série avec une résistance de limitation R1 et R2. Les disjoncteurs C1 et C2 et leur dispositif de shuntage sont analogues à ceux décrits dans la demande de brevet canadien no. 258,849, dan.s laguelle ia r~sis-tances Rl (ou R2) est destinée à amortir la tension transitoire de.rétablis-sement pendant la coupure, E1 (ou E2) est une chambre-auxiliaire de coupure '~assurant la coupure du courant limité par la résistance R1 (ou R2).
Les disjoncteurs S1 et S2 comportent des chambres de coupures .
principales Dl et D2 dont le temps total d'élimination du défaut est très .court (par exemple une période du courant de court-circuit). Des impédances constituées par des résistances d'ouverture R3 et R4 en série avec les . ohambres auxiliaires de coupure d1 et d2 sont disposées en parallèle avec les chambres principales D1 et D2, ainsi que des chambres de fermeture Fl et F2 permettant un shuntaee très rapide des résistances R3 st R4 dans un cyole d'ouverture-fermeture rapide, immédiatement après la coupure des chambref: des disjoncteurs C1 (ou C2) et bien avant la refermeture de~ contacts principaux des chambres Dl (ou D2).
' De telles dispoqitions permettent une réduction très ~ensible :
du temps de passage du oourant dans les résistance~ R1 (ou R2), donc de leurs dimensions.
Les résistances identique~ R3 et Rl~ sont dimensionnées de telle façon qu'en position dlouverture des chambre~ C1, E1 et D2 et avec un défaut en A1 par exemple, le générateur G continue à débiter à travers ~ :
C2, d2 et R4, un courant suffisant pour rester synchronisé avec le réseau B2 et fournir de l'énergie aux auxiliaires X2 à travers le transformateurs T2.
. On est conduit à une séquence de manoeuvres schématisées par 10 les l~gne~ de courbes de la figure 2 correspondant succesQivement aux para- :
mètres suivants :
- Ll aux contacts de la chambre de fermeture F2, - L2 aux contact~ de la chambre auxiliaire d2, L3 aux contacts de la chambre de coupure principale D2, ~ L4 au courant ie de la courbe de fermeture non représentée de la chambre de coupure principale D2, - L5 au courant io de la bobine d'ouverture non repréqentée de la chambre de coupure principale D2, - L6 à l'axe des temps, -`
20 - L7 au courant ic de la bobine d'ouverture non représentée de la chambre -principale du disjoncteur C1, :
- L8 aux contacts de la chambre principale de coupure du disjoncteur C1, - Lg aux contact~ de la chambre auxiliaire de coupure E1 du diqjonoteur C1.
La chambre de coupure du di~joncteur C1 (ou C2) effectue une manoeuvre d'ouverture ~cimple, leq chambre~ de coupure C1, C2, El, et E2 étant inltialement fermées.
La chambre de coupure principale D2 (ou D1) effectue une manoeuvre d'ouverture-fermeture rapide, leq chambres de coupure D1, D2, d1 et d2 étant initialement fermées, et les chambres de fermetures F1 et F2 étant initialement ouvertes ; F2 (ou F1) ne fonctionne que sur un ordre de fermeture.
Lor~ de l'apparition d1un défaut, par exemple au point A1 de la fiæure 1, a un instant to, l'ordre d'ouverture est donné simultanement à l'instant t1 aux dis~oncteurs C1 et D2. Le temps d'ouverture de la chambre D2 étant très court, celle-ci 5 ~ ouvre la première à l'instant t2 ; la coupure .
du courant ds défaut intervient à l'in~tant t3, où la résistance Rl~ se trouve insérée avec la chambre de coupure auxiliaire d2 et limite le courant , de court-circuit provenant du réseau B2.
Le courant de court-circuit traversant la chambre C1 est alors réduit à la somme du courant débité par le générateur G et du courant résistant de faible valeur provenant du ré.~eau B2 en traversant la rési~tance R4. La chambre C1 s'ouvre à l'instant t5 et, après la ooupure du courant de court-circuit, ins~re à l'instant t6 la résistance R1 qui amortit la ,~
tension transitoire de rétablissement apparaissant aux bornes de la chambre C1.
T,e générateur G peut alors fournir de l'énergie aux auxiliaires X2 ;~ :
à travers le transformateur T2 et au réseau B2 à travers le transformateur T2 et la résistance R~. La chambre auxiliaire E1 s'ouvre à l'instant tg et interrompt le courant traversant R1 à l'instant t10. Le générateur est ,~
alors complètement isolé du défaut A1.
La chambre de fermeture F2 qui reçoit l'ordre de fermeture, : par exemple en t4 après l'insertion de la résistanoe R4, peut, dès la coupure de la chambre C1 à l'instant t6, se fermer à,l'instant t7, ce ~ ~, qui permet au générateur de débiter à nouveau sa charge ou une partie : ;
de sa.charge dans le réseau B2. La chambre de fermeture F2 s'ouvre automati~
quement à l'instant t12 après la fermeture à l'instant t11 des contacts ~ ;
principaux de la chambre D2. La chambre auxlliaire d2 s~ouvre à l'irstant t8 après la fermeture des contacts de la chambre de fermeture F2 et se referme à l'instant t13. , ~ :
~n cas d'ouverture simple de la chambre D2 seuls les contacts des chambres D2 et d2 fonctionnent. Ces chambres s'ouvrent aux in~tants : t2 pour D2 et t8 pour d2~
Si le défaut se produit en A2, les chambres D1 et C2 s'ouvrent et le .onctionnement est symétrique.
La rapidité de fonctionnement des chambres D1 et D2 protège _ 5 m 6~L7 aussi efficacement les tronçons de ligne A'1 B1 et A'2 B2. En erfet, si le défaut appara~t en A"1 (ou A"2), l'ouverture du seul disjonoteur D1 (ou D2) est suffisant. Celui-ci isole rapidement le générateur du défaut et permet l'alimentation directe des auxiliaireq X1 (ou X2) à traver~
les transformateurs T1 (ou T2).
Les défaut~ en A'1 (ou en A'2) entraînent un fonctionnement des disjoncteurs identique à ¢elui provoque par des défauts en A~ (ou A2).
Lorsque le tronçon A'1 B1 (ou 1'~ B2) est une longue ligne (poste éloigné du générateur), le~ chambres D1 ou (D2) protègent cette ;~
ligne comme un disjoncteur cla~qique, mai~ en éliminant le défaut très rapidement.
La chambre de fermeture F1 ou F2, qui permet de réaliser une fermeture rapide du circuit avant que les contacts de la chambre principale D1 ou D2 se soient refermé~, possède les caractéristique~
~uivantes :
- Le temps de fermeture est trè~ court (par exemple en une période ou une période et demis).
- Les contacts ont un pouvoir de fermeture et une tenue de courte durée aux ~urintensités (par exemple pendant une cinquantaine de millisecondes).
- Après fermeture, oe conta¢t peuvent s'ouvrir automatiquement en un temp~ de l'ordre de 50 ms entre fermeture et ouverture. Ce3 oontacts9 dont la position d'ouverture eqt la position normale, n'ont pas à supporter le courant nominal. La chambre de fermeture, qui ne siouvre qu'après la fermeture de la chambre principale D1 (ou D2) n'a pas de pouvoir de coupure.
- En position d'ouverture, la chambre de fermeture e~t remplie d'un fluide isolant sous pression (ou non) permettant de tenir la tension appliquée aux bornes de la ou des chambres principales. La nature de ~-ce fluide, sa pression ou à la fois la nature et la pression de ce fluide peuvent etre différent~ de ceux utilisés dans la chambre de ooupure principale D.
- .: -- ,. .. ... , , ., ,, :
6~7 - L'utilisation d'un soufflage pendant la fermeture centre et refroidit l'arc de préamor~age et peut accro1tre le pouvoir de fermeture.
- Les contacts peuvent être soit des contacts en bout, soit des doigts de contact.
- Un ordre spé~ial de fermeture provoque le déplacement des contacts.
En variante, chaque disjoncteur d'interconnexion peut comporter en série plusieurs chambres principales, mais le nombre 10 - des chambres de fermeture est égal ou inférieur a celui des cham-bres principales. Ainsi, dans llexemple de la figure 3, on a quatre chambres principales en série Dl, D'l~ D"l, D"'l~ quatre chambres auxiliaires dl, d~', d~", et dl"' et quatre résistances R3, R3', R3" et R3"', mais on n'a que deux chambres de fermeture en série-Fl pour Dl et D 1' et F 1 pour D 1 Par ailleurs, les chambres de fermeture peuvent être ou non partiellement incorporees aux chambres principales.
- En plus de l'exemple de la figure 1, on peut citer plusièurs autres cas non limitatifs d'application de l'invention.
-Le schéma de la figure 4 correspond a un générateur G
alimentant un seul transformateur Tl.
~ Si le défaut apparaît au point Al, en l'absence du - disjoncteur Dl, le disjoncteur Cl du générateur G devrait couper le courant de court-circuit du réseau, et sur un reseau puissant ce courant peut correspondre à un multiple du courant de court-circuit du générateur G. Avec ce sch~ma, la coupure rapide de la chambre Dl insere la résistance R3 et r~duit le courant de court- ~-circuit avant l'ouverture des contacts de la chambre Cl. Le courant dans le défaut est réduit a la somme du courant de court-circuit du générateur et d'un courant résistant de faible valeur.
La chambre de coupure du disjoncteur Cl n'a a couper que ce dernier. Des la coupure de la chambre principale du disjoncteur ~ .
~ 7 ~
ll~G617 Cl, à l'instant t6 (figure 2). le r~seau, par l'intermédiaire du transformateur Tl, peut fournir de l'éneryie aux auxiliaires Xl, d'abord à travers la résistance R3, puis à travers la chambre Fl, lorsque les contacts de cette derni~re se sont refermes.. _ _~.... .... . ................ _ ~ _ ~ ' l :~ .
.
.
~L~0~617 Si le dé~aut appara~t au polnt A2, la chambre principale du disjoncteur C1 coupe le courant de court-circuit du générateur.
Ainsi, grâce à l'utili~ation du disjoncteur S1, dont la chambre de coupure principale D1 est à re~ermeture rapide, le courant maximal de court-circuit coupé par le disjoncteur C1, de temps de coupure plus long que celui de la chaMbre du dis~oncteur D1, est égal au courant de oourt-circuit du genérateur. Par contre, la chambre de coupure du disjoncteur C1 doit posséder un pouvoir de fermeture et une tenue aux surintensités égale au courant de court-circuit maximal de l'installation.
La séquenoe des manoeuvres reste analogue à celle du schéma de-la figure 1, le disjoncteur S2 étant remplacé par le disjoncteur S1.
Les ~chémas des figures 5 et 6 correspondent à titre d'exemple à de~ postes à deux jeux de barres dan~ lesquels les disjoncteurs S1 et S2 ~ selon l~invention, sont installés en série sur les Jeux de barres et relient chacun des deux demi-jeux de barres H et I ou J et K. La figure 5 correspond au schéma dit "à un di joncteur et demi" et la figure 6 au schéma du poste cla~sique à deux jeux de barres. ~ans ces deux schéma~, le fonctionnement du disjonoteur à re~ermeture rapide est analogue.
L'apparition d'un défaut, au point A1 par exemple, provoque un cycle ouverture-~ermeture des disjoncteurs rapides S1 et S2 et l'ouver-ture des disjoncteurs plu~ lents C1 et C2. L'ouverture des chambres de coupure D1 et D2 des disjoncteurs S1 et S2 insère leq résistance R1, R2 dan~ le circui~, réduit fortement le courant de défaut dans les ;
chambres de coupure des disjoncteurs C1 et C2 et facilite la coupure de ces dernières. L'alimentation des lignes saine~ et la stabilité
des réseaux sont assurées d'abord par la limitation rapide du courant de défaut par les résistances R1 et R2, puis la refermeture rapide des contaots des chambres F1, F2 qui réduit 11énergie developpée dans ~`
les résistances R1, R2.
Dans le schéma de la figure 6, où les deux jeux de barres sont indépendants l'un de l'autre, l'ouverture du seul disjoncteur S
~0~6~7 est suffisante pour le défaut en A1.
L'utilisation des disjoncteurs Sl, S2 à refermeture rapide limite le courant de courtcircuit que doivellt couper les disjoncteurs C1 et C2, de temps de fonctionnement plus long, à un courant nettement plus faible que celui correspondant à la puissance maximale du réseau.
Par contre, le pouvoir de fermeture ds3 chambres de coupure des disjonc-teurs C1 et C2 doit toujours correspondre au courant de courc-circuit maximal sur le jeu de barres.
Généralement, en plus du cycle ouverture-fermeture rapide, leq dis~onoteurs à refermeture rapide tels que S1 et S2 peuvent réaliser toutes les manoeuvres prévues par les normes : ouverture simple, fermeture simple, cycle d'ouverture-fermeture-ouverture...
En position d'ouverture, ils peuvent isoler deux portions de circuit et, lors d'un défaut sur un jeu de barres, maintenir sous tension une partie du poste.
; Il est évident que l'invention n'est nullement limitée au mode de réalisation qui vient d'etre décrit et représenté et qui n'a été donné qu'à titre d'exemple ; en particulier, on peut, ~ans sortir ~; -du cadre de ~'invention, modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents, ou encore remplacer certains éléments par d'autres susceptibles d'assurer la même fonction technique ou une fonction technique équivalente.
_ g :
Claims (9)
1. Disjoncteur à haute tension, caractérisé en ce qu'il comporte une chambre de coupure principale à ouverture rapide, disposée en parallèle d'une part avec un circuit compor-tant une impédance de limitation du courant de court-circuit et une chambre de coupure auxiliaire à pouvoir de coupure corres-pondant à ce courant limité, et d'autre part à une chambre de fermeture rapide, ladite chambre de coupure principale fonction-nant sous l'effet d'une court-circuit à partir de sa position de fermeture selon un cycle comportant une position d'ouverture suivie d'une position de fermeture.
2. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'au cours du cycle de fonctionnement la chambre de coupure auxiliaire étant fermée, une séquence de manoeuvres provoque d'abord l'ouverture de la chambre de coupure principale, puis la fermeture de la chambre de fermeture, l'ouverture de la chambre auxiliaire, la fermeture de la chambre de coupure principale, l'ouverture de la chambre de fermeture puis la fermeture de la chambre auxiliaire.
en ce qu'au cours du cycle de fonctionnement la chambre de coupure auxiliaire étant fermée, une séquence de manoeuvres provoque d'abord l'ouverture de la chambre de coupure principale, puis la fermeture de la chambre de fermeture, l'ouverture de la chambre auxiliaire, la fermeture de la chambre de coupure principale, l'ouverture de la chambre de fermeture puis la fermeture de la chambre auxiliaire.
3. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé en ce qu'il comporte plusieurs chambres principales de coupure disposées en série et qu'une ou plusieurs chambres de fermeture sont disposées chacune en parallèle aux bornes d'une ou de plusieurs de ces chambres de coupure principales.
4. Disjoncteur selon la revendication 1 ou 2, carac-térisé en ce que le fluide contenu dans la chambre de fermeture ainsi que ses conditions de mise en oeuvre sont différents de ceux utilisés dans la chambre de coupure principale.
5. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il est placé entre d'une part un réseau et d'autre part un transformateur abaisseur relié à un générateur à travers un disjoncteur de protection.
en ce qu'il est placé entre d'une part un réseau et d'autre part un transformateur abaisseur relié à un générateur à travers un disjoncteur de protection.
6. Disjoncteur selon la revendication 5, caractérisé
en ce que la séquence des manoeuvres comporte l'ouverture du disjoncteur de protection entre l'ouverture de la chambre prin-cipale et la fermeture de la chambre de fermeture.
en ce que la séquence des manoeuvres comporte l'ouverture du disjoncteur de protection entre l'ouverture de la chambre prin-cipale et la fermeture de la chambre de fermeture.
7. Disjoncteur selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'il est disposé entre deux jeux de barres d'un poste à
haute tension.
en ce qu'il est disposé entre deux jeux de barres d'un poste à
haute tension.
8. Disjoncteur selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est installé dans une installation com-prenant d'autres disjoncteurs et en ce que son fonctionnement à l'ouverture est plus rapide que celui des autres disjoncteurs de l'installation.
9. Disjoncteur selon la revendication 5, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il est installé dans une installation com-prenant d'autres disjoncteurs, en ce que le pouvoir de coupure des autres disjoncteurs de l'installation est fortement réduit et en ce que le pouvoir de fermeture et de tenue sur court-circuit correspond au courant de court-circuit maximal de l'installation.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR7635363 | 1976-11-24 | ||
| FR7635363A FR2372506A1 (fr) | 1976-11-24 | 1976-11-24 | Disjoncteur d'interconnexion |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA1100617A true CA1100617A (fr) | 1981-05-05 |
Family
ID=9180243
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA291,584A Expired CA1100617A (fr) | 1976-11-24 | 1977-11-23 | Disjoncteur d'interconnexion a haute tension |
Country Status (6)
| Country | Link |
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| US (1) | US4148085A (fr) |
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| CA (1) | CA1100617A (fr) |
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| FR (1) | FR2372506A1 (fr) |
Family Cites Families (5)
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|---|---|---|---|---|
| US3538278A (en) * | 1968-06-13 | 1970-11-03 | Gen Electric | High voltage electric circuit breaker |
| US3543047A (en) * | 1968-12-03 | 1970-11-24 | Norton Research Corp Canada Lt | Contact arc suppressor using varistor energy absorbing device |
| FR2154929A5 (fr) * | 1971-09-30 | 1973-05-18 | Gratzmuller Jean Louis | |
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| FR2321179A1 (fr) * | 1975-08-11 | 1977-03-11 | Alsthom Cgee | Arrangement de disjoncteurs de generateurs |
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-
1977
- 1977-11-17 DE DE19772751349 patent/DE2751349A1/de not_active Withdrawn
- 1977-11-21 US US05/853,789 patent/US4148085A/en not_active Expired - Lifetime
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- 1977-11-23 CA CA291,584A patent/CA1100617A/fr not_active Expired
- 1977-11-24 JP JP14007477A patent/JPS5365980A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR7707800A (pt) | 1978-08-01 |
| FR2372506A1 (fr) | 1978-06-23 |
| US4148085A (en) | 1979-04-03 |
| JPS5365980A (en) | 1978-06-12 |
| DE2751349A1 (de) | 1978-06-01 |
| FR2372506B1 (fr) | 1980-02-08 |
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| MKEX | Expiry |