Installation de distribution électrique à transformateurs de tension en cascade. Les transformateurs de tension sont les appareils les plus commodes pour alimenter les appareils de mesure, les compteurs, les relais dans lesquels on a besoin d'utiliser la tension d'un réseau à haute tension.
Dès qu'on arrive aux très hautes tensions, le prix d'un transformateur unique est élevé et on doit prendre des précautions spéciales pour isoler la bobine d'entrée du noyau ma gnétique et de la masse.
Ou réduit le prix et on diminue les dif ficultés d'isolation en remplaçant le trans formateur unique par plusieurs transforma teurs montés en cascade.
La présente invention concerne une ins tallation de distribution électrique à trans formateurs de tension en cascade, qui se caractérise par la combinaison d'un groupe de transformateurs principaux avec un groupe de transformateurs auxiliaires disposés et établis. de manière à répartir entre les trans- formateurs principaux, dans une proportion appropriée, la puissance absorbée par le cir cuit de charge ou fournie par la source ali mentant celui-ci.
Le dessin annexé représente, à. titre d'exemple, des formes d'exécution de l'objet de la présente invention, d'une part, sché matiquement, pour faire voir leurs connexions électriques et, d'autre part, pour montrer la disposition constructive de leurs éléments constitutifs.
La fig. 1 représente; schématiquement, une installation de transformateurs en série d'un type ordinaire connu; La fig. 2 représente une installation éta blie suivant la présente invention; La fig. 3 représente une variante de l'ins tallation montrée à la fig. 2 ; La fig. 4 représente une vue en élévation, partie en coupe, d'une forme d'exécution constructive de l'objet de l'invention; La fig. 5 est une vue en élévation d'une autre forme d'exécution constructive de l'objet de l'invention.
Suivant la fig. 1, un certain nombre de transformateurs Pl, T2, Tg, T ont leurs primaires reliés en série entre la ligue L et la terre .S. Si les secondaires<I>al,</I> b1, a2, b2, as, b8, a4, b4, sont en circuit ouvert, la ten sion Û de la ligne se trouve répartie d'une certaine façon entre ces quatre transforma teurs.
Si on ferme l'un des secondaires a4, b4, par exemple sur une impédance Z (appa reil de mesure., relais, etc.), le transforma teur T4 fournit une puissance, la répartition primitive de tension se trouve changée et cette répartition varie avec 1a valeur de Z.
Pour que la tension entre a4, b4 soit pra tiquement proportionnelle à la tension de la ligne, il faut que la répartition de la tension entre<I>Tl,</I> T2, etc. soit indépendante de Z et pour cela que la charge entrainée par Z soit répartie d'une façon convenable entre les divers transformateurs<I>Tl,</I> T2, etc.
Pour arriver à ce résultat, on adjoint aux transformateurs principaux décrits ci- dessus un groupe de transformateurs auxi liaires<I>Ta, Tb, Te,</I> comme représenté par exemple à la fig. 2.
Dans celle-ci le secon daire al, b1 du transformateur principal Tl débite sur le primaire du transformateur auxiliaire Ta dont le secondaire est branché en parallèle avec le secondaire a2, 62 du transformateur principal T2. L'ensemble de ces deux transformateurs débite à son tour sur le primaire du deuxième transformateur auxiliaire Tb dont le secondaire est monté en parallèle avec le secondaire a', b3 du transformateur principal T8. Enfin, le pri maire d'un transformateur auxiliaire T re cueille la tension<I>as,
</I> b3 et son secondaire est monté en parallèle avec le secondaire du transformateur principal T4, en a4, b4 où sont placés les appareils de mesure.
Dans ce montage, si l'on donne aux constantes des transformateurs principaux et auxiliaires des valeurs appropriées; la puis sance absorbée par les appareils de mesure se répartira entre les divers transformateurs de façon que la tension a',, b4 soit pratiqué- ment indépendante de l'impédance des appa reils de mesure.
Un conducteur C' réunit la sortie de l'enroulement primaire de T\ à sa masse, à son circuit magnétique, à un point de son enroulement secondaire, à la masse et au circuit magnétique de T .
Un conducteur C réunit la sortie de l'en roulement primaire de T2 à sa masse, à son circuit magnétique, à un.point de son enrou lement secondaire, à la masse et au circuit magnétique de Tb, etc.
De cette façon, la tension pour laquelle il faut isoler le circuit magnétique de Tl par rapport à sa bobine d'entrée est la tension aux bornes primaires de Tl; la tension d'iso lement entre le circuit magnétique de Tl <I>et</I> celui de T2, ainsi que la tension d'isolement entre les deux enroulements de Ta, est la tension existant aux bornes primaires de T2, etc.
On peut ainsi réaliser un ensemble pour une tension globale très élevée à l'aide d'é léments isolés pour une tension plus faible et dont les isolements sont disposés en cas cade.
La réunion par les conducteurs Cl,<B><I>CI,</I></B> Cg, C4 d'un point autre que la sortie de l'enroulement primaire de chaque transfor mateur principal, aux diverses parties spéci fiées plus haut, rentrerait dans le cadre de l'invention; de même que le fait de prendre un nombre plus grand ou plus petit que quatre pour nombre des transformateurs principaux. Puis, les secondaires des trans formateurs auxiliaires et des transformateurs principaux, au lieu d'être montés en paral lèle, comme décrit plus haut, pourraient aussi être montés en série.
La fig. 3 donne une autre forme d'exé cution de l'objet de l'invention dans laquelle le secondaire de Ta est monté en série avec le secondaire de T2, l'ensemble ali mentant le primaire de Tb. Le secondaire de Tb monté en série avec le secondaire de T3 alimente le primaire de T , le secondaire de ce dernier ajoutant sa tension secondaire à celle de T4 pour alimenter les appareils de mesure.
Enfin, tout autre montage permettant de répartir la charge des appareils de mesure entre les transformateurs tels que<I>T',</I> T2, etc. â l'aide de transformateurs auxiliaires, rentrerait dans le cadre de la présente in vention.
Les mêmes dispositions permettent d'éle ver la tension; il suffit d'alimenter le secon daire a4, b4 de la fig. 2 ou les bornes cor respondantes a4, b4 de la fig. 3 par la tension à élever et recueillir la tension transformée entre L et AS.
D'après la fig. 4, les transformateurs tels que -T', <I>T 2</I><B>...</B><I>et</I> Tel<I>T</I> h <B>...</B> sont disposés par étages, le transformateur relié à la ligne est placé à l'étage supérieur, celui relié à la terre à l'étage inférieur. L'ensemble ainsi constitué est fixé sur une embase B réunie au sol et est enfermé dans une enveloppe protectrice isolante terminée à sa partie su périeure par un couvercle portant la prise P pour brancher l'appareil à la ligne.
L'enveloppe isolante est constituée par des cylindres de porcelaine 1 munis de jupes contre les effets de la pluie. Ces cylindres sont scellés sur des parties métalliques M, mises au potentiel de l'étage placé au même niveau, par les liaisons conductrices L, pour réaliser à l'extérieur de l'appareil une répar tition linéaire du potentiel suivant la hau teur, le couvercle C étant au potentiel de la ligne et l'embase B à celui du sol.
Les bornes basse tension sont enfermées dans un capot étanche B3 rappelant, par sa conception, les boîtes de jonction pour câbles et pouvant être rempli d'une matière plas tique coulée à chaud.
L'intérieur de l'appareil peut être d'ail leurs rempli d'huile isolante ou de masse isolante coulée à chaud et durcissant par refroidissement.
Suivant la fig. 5, des cuves Gr, 01, Gs, etc. contiennent chacune un transformateur principal tel que T' et le ou les transfor mateurs auxiliaires correspondants. Ces cuves sont étagées en forme de colonne et séparées entre elles par des isolateurs Ii, <B>Fi,</B> 12, 1'y, Is, I's, etc. dans lesquels passent les con nexions d'un étage de potentiel à l'autre.
L'isolateur supérieur<B>Il</B> doit être réuni à la ligne, le socle B réuni à la terre, la boîte Ba contient les bornes basse tension.
Electrical distribution installation with cascade voltage transformers. Voltage transformers are the most convenient devices for powering measuring devices, meters, relays in which it is necessary to use the voltage of a high voltage network.
As soon as you get to very high voltages, the cost of a single transformer is high and special precautions must be taken to isolate the input coil from the magnetic core and ground.
Or reduce the price and reduce the difficulties of insulation by replacing the single transformer by several transformers mounted in cascade.
The present invention relates to an electrical distribution installation with cascade voltage transformers, which is characterized by the combination of a group of main transformers with a group of auxiliary transformers arranged and established. so as to distribute between the main transformers, in an appropriate proportion, the power absorbed by the charging circuit or supplied by the source supplying it.
The accompanying drawing represents, to. By way of example, embodiments of the object of the present invention, on the one hand, matically dried, to show their electrical connections and, on the other hand, to show the constructive arrangement of their constituent elements.
Fig. 1 represents; schematically, an installation of series transformers of a known ordinary type; Fig. 2 shows an installation established according to the present invention; Fig. 3 represents a variant of the installation shown in FIG. 2; Fig. 4 shows an elevational view, partly in section, of a constructive embodiment of the object of the invention; Fig. 5 is an elevational view of another constructive embodiment of the object of the invention.
According to fig. 1, a number of transformers P1, T2, Tg, T have their primaries connected in series between league L and earth .S. If the secondaries <I> al, </I> b1, a2, b2, as, b8, a4, b4, are in open circuit, the voltage Û of the line is distributed in a certain way between these four transforma teurs.
If one of the secondaries a4, b4 is closed, for example on an impedance Z (measuring device, relay, etc.), the transformer T4 supplies power, the original voltage distribution is changed and this distribution varies with the value of Z.
For the voltage between a4, b4 to be nearly proportional to the line voltage, the voltage distribution between <I> Tl, </I> T2, etc. is independent of Z and for this that the load driven by Z is distributed in a suitable way between the various transformers <I> Tl, </I> T2, etc.
To achieve this result, we add to the main transformers described above a group of auxiliary transformers <I> Ta, Tb, Te, </I> as shown for example in FIG. 2.
In this, the secondary a1, b1 of the main transformer T1 debits on the primary of the auxiliary transformer Ta, the secondary of which is connected in parallel with the secondary a2, 62 of the main transformer T2. The set of these two transformers in turn debits on the primary of the second auxiliary transformer Tb, the secondary of which is connected in parallel with the secondary a ', b3 of the main transformer T8. Finally, the primary of an auxiliary transformer T collects the voltage <I> as,
</I> b3 and its secondary is mounted in parallel with the secondary of the main transformer T4, at a4, b4 where the measuring devices are placed.
In this assembly, if the constants of the main and auxiliary transformers are given appropriate values; the power absorbed by the measuring devices will be distributed among the various transformers so that the voltage a ',, b4 is practically independent of the impedance of the measuring devices.
A conductor C 'joins the output of the primary winding of T \ to its mass, to its magnetic circuit, to a point of its secondary winding, to the mass and to the magnetic circuit of T.
A conductor C joins the output of the primary rolling of T2 to its mass, to its magnetic circuit, to a point of its secondary winding, to the mass and to the magnetic circuit of Tb, etc.
In this way, the voltage for which it is necessary to isolate the magnetic circuit of Tl from its input coil is the voltage at the primary terminals of Tl; the insulation voltage between the magnetic circuit of T1 <I> and </I> that of T2, as well as the insulation voltage between the two windings of Ta, is the voltage existing at the primary terminals of T2, etc.
It is thus possible to produce an assembly for a very high overall voltage using elements isolated for a lower voltage and the insulations of which are arranged in case cade.
The connection by the conductors Cl, <B> <I> CI, </I> </B> Cg, C4 from a point other than the output of the primary winding of each main transformer, to the various specified parts above, would come within the scope of the invention; as well as taking a number greater or less than four for number of the main transformers. Then, the secondaries of the auxiliary transformers and of the main transformers, instead of being mounted in parallel, as described above, could also be mounted in series.
Fig. 3 gives another embodiment of the object of the invention in which the secondary of Ta is connected in series with the secondary of T2, the assembly supplying the primary of Tb. The secondary of Tb mounted in series with the secondary of T3 supplies the primary of T, the secondary of the latter adding its secondary voltage to that of T4 to supply the measuring devices.
Finally, any other assembly making it possible to distribute the load of the measuring devices between the transformers such as <I> T ', </I> T2, etc. with the aid of auxiliary transformers, would come within the scope of the present invention.
The same arrangements make it possible to raise the tension; it suffices to supply the secondary a4, b4 of fig. 2 or the corresponding terminals a4, b4 of fig. 3 by the voltage to be raised and collect the voltage transformed between L and AS.
According to fig. 4, transformers such as -T ', <I> T 2 </I> <B> ... </B> <I> and </I> Tel <I> T </I> h <B> ... </B> are arranged in stages, the transformer connected to the line is placed on the upper floor, the one connected to earth on the lower floor. The assembly thus formed is fixed on a base B joined to the ground and is enclosed in an insulating protective envelope terminated at its upper part by a cover carrying the plug P for connecting the device to the line.
The insulating envelope consists of porcelain cylinders 1 fitted with skirts against the effects of rain. These cylinders are sealed on metal parts M, brought to the potential of the stage placed at the same level, by the conductive connections L, in order to achieve a linear distribution of the potential outside the device according to the height, the cover C being at the potential of the line and the base B at that of the ground.
The low voltage terminals are enclosed in a sealed cover B3, reminiscent, by its design, of junction boxes for cables and which can be filled with a hot-cast plastic material.
The interior of the apparatus may also be filled with insulating oil or with hot-cast insulating material which hardens by cooling.
According to fig. 5, tanks Gr, 01, Gs, etc. each contain a main transformer such as T 'and the corresponding auxiliary transformer (s). These tanks are stepped in the form of a column and separated from each other by insulators Ii, <B> Fi, </B> 12, 1'y, Is, I's, etc. in which the connections pass from one potential stage to another.
The upper insulator <B> Il </B> must be joined to the line, the base B joined to the earth, the box Ba contains the low voltage terminals.