Dispositif automatique de commande d'ensembles susceptibles de modifier l'énergie apparente traversant l'interconnexion de réseaux. Le contrat de fourniture d'énergie entre deux réseaux producteurs est, en général, basé sur un prix qui augmente au prorata d'une diminution du cos 9p sous lequel a lieu cet échange.
Le réseau acquéreur a donc avantage à contrôler 1e facteur de puissance de Péniergie qui lui est fournie, en sorte qu'il ne des- eend-e pas en dessous d'une valeur détier-mi- née, valeur à pa@rtvr de laquelle le réseau acquéreur a intérêt à fournir 'lia puissance réactive nécessaire.
11 existe donc dans de nombreuses ins tallations des relais contrôlant le facteur de puissance de l'échange en agissant sur un organe de réglage susceptible de modifier les conditions de cet échange, cet organe étant, par exemple, un régulateur d'induc tion, transformateur à gradins, machine syn- eyhrone, condensateur, etc.
Le relais cos p métrique simple, appliqué dans ce cas, répond au lut cherché tant que l'interconnexion est assurée ou qu'il n'existe pas de déclenchement :sur des ensembles sus- ceptibles de modifier les caractéristiques de . l'énergie traversant 'l'interconnexion.
Or, on ne peut raisonnablement prétendre qu'une interconnexion ou la liaison avec les ensembles spécifiés plus haut est toujours assurée; elles peuvent être interrompues par déclenchement fortuit de disjoncteurs de pro tection. A ce moment, l'installation du relais cos (p métrique simple perd toute utilité et son action peut même devenir gênante.
Le cas, se présente aussi que Le réseau acquéreur n'est plus, momentanément, pro ducteur d'énergie, ou encore, qu'il désire se libérer pendant un certain temps de l'inter connexion. Dans, ces conditions, le relais de cos 9p doit être mis, hors service.
Le but visé par la présente invention est de réaliser un dispositif pouvant être em ployé en lieu et place du relais cos qq métri que usuel, et assurant, même en cas de dis jonction de l'interconnexion ou de déelen- ohement sur des cnsembles susceptibles de modifier les caractéristiques de l'énergie tra versant l'interconnexion, le contrôle néces saire et suffisant des installations.
Le dispositif automatique de commande, objet de l'invention, est caractérisé en ce qu'il comporte un relais cos g- métrique mo déré par la tension au moins, qui commande lesdits ensembles et dont le circuit de l'or gane de mesure comporte au moins un organe décaleur de phase et au moins une impédance, l'un au moins de ces deux derniers organes étant alimenté par au moins un transforma teur d'intensité inséré dans le circuit de l'in terconnexion, le tout étant.
disposé de façon à permettre l'utilisation des ensembles sus dits pour le réglage, soit du cos g. soit de la tension de l'un au moins des réseaux.
Le dessin annexé représente, schématique ment et à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution du dispositif, objet de l'invention, et quelques applications de ce dispositif. don nées également à titre d'exemple.
La fig. 1 représente le schéma, d'une pre mière forme d'exécution du dispositif.
Les fig. ?, 3 et 4 sont des diagrammes explicatifs du fonctionnement de cette forme d'exécution et sur lesquels on a porté en abscisses la puissance active et en ordonnées la puissance réactive, le vecteur OP de la fig. 2 représentant donc une certaine puis sance apparente.
La fig. 5 est un exemple d'une première application du dispositif selon fi-. 1.
La fig. 6 est un graphique illustrant le fonctionnement du dispositif dans le cas de cette application.
Les fig. 7 et 8 représentent, deux autres applications de la même forme d'exécution. La. fig. 9 est un schéma représentant une deuxième forme d'exécution du dispositif suivant l'invention.
La fig. 10 est un graphique analogue à celui des fig. 2, 3 et 4, mais illustrant le fonctionnement de cette deuxième forme d'exécution.
Dans l'exemple représenté sur la fig. 1, le dispositif comprend un organe décaleur de phase constitué par un régulateur d'in duction<I>RI</I> d'ajustage du cos 9# réglé. Le primaire de ce régulateur est branché sur une ligne d'interconnexion L. Ses enroule ments secondaires peuvent être décalés par rapport aux enroulements primaires par un volant de manoeuvre à main pour permettre l'ajustage du cos 99 réglé.
Le dispositif comprend également une im pédance, constituée par une résistance ré glable RA d'ajustage de la tension réglée par l'intermédiaire de 'laquelle le régulateur d'induction RI alimente un appareil de me sure A du dispositif.
Ce dispositif comprend en outre un transformateur d'intensité T dont 9e secondaire est branché aux bornes d'une résistance variable<I>A1</I> d'ajustage de l'insensibilité du dispositif en réglage de cos g,. La résistance d'ajustage<I>A1</I> est dis posée, comme on le voit sur le schéma, entre le régulateur d'induction<I>RA</I> et l'appareil :
4. Un commutateur 1 permet de court- cireuiter le transformateur T pour passer, comme on le verra ensuite, du réglage de cos T, au réglage de tension.
L'appareil de mesure A comprend un re lais F qui est, par exemple, à, champ tour nant, genre Ferraris. Ce relais est alimenté par la tension et l'intensité de la ligne L. Il diffère d'un relais cos p métrique par le fait qu'il comporte des moyens de rappel R, représentés dans l'exemple selon fig. 1, sous la forme d'un ressort agissant sur l'organe mobile C d'un commutateur commandé par le relais F.
Les contacts de ce commutateur sont prévus pour permettre d'agir sur un ap pareil d'ajustage non représenté sur la fig. 1 et susceptible de modifier les conditions de l'échange à travers la ligne L. Ces moyens de rappel ont pour effet que, lorsqu'on sup prime la tension, ce relais ne reste pas dans sa position moyenne, mais provoque immé diatement le déplacement de l'organe C. Le relais F pourrait être réalisé aussi, par exem ple, par un solénoïde genre Thury, tel qu'il est utilisé dans les régulateurs Thury à dé clic.
Le choix du ressort R permet l'ajustage de l'insensibilité du dispositif en réglage de tension.
Dans le schéma représenté sur la fig. 1, l'ensemble de l'appareil A et de<I>AI</I> consti tue ce que l'on peut appeler un relais de cos cp modéré par la tension ou cos p mètre modéré par la tension. Un tel relais présente les propriétés suivantes: Il maintient l'extré mité du vecteur "puissance apparente" P, dans le diagramme des puissances (puissance active en abscisses et puissance réactive en ordonnées) à l'intérieur d'une bande de lar geur constante p'-p" (voir fig. 2) qui ne passe pas par l'origine.
La 'largeur de cette bande dépend de l'insensibilité du relais con sidéré. Son inclinaison peut être ajustée à volonté par les éléments du schéma. Sa dis tance de l'origine dépend de la tension du réseau.
L'insensibilité du cos p mètre modéré par la tension peut être modifiée en changeant la constante élastique du ressort R, tandis, que la tension de consigne à vide, c'est-à-dire la tension pour laquelle l'équipage mobile du relais, est dans sa position moyenne, est ajus- table par la tension du ressort.
La direction de la ligne médiane A-A de la bande en question fait un angle a avec l'axe des ordonnées. L'angle a est un angle de décalage ajustable à volonté soit par le régulateur d'induction d'ajustage<I>RI</I> de la fig. 1, soit par la constitution de l'impé dance de<I>AI.</I>
On voit d'après la fig. 2 que le régula teur de cos (p modéré par la tension fait que le rapport entre la puissance active et la puissance réactive change avec la charge. Plus on prend de puissance active, moins on prend proportionnellement de puissance réactive.
On peut considérer (fig. 3) la puissance P", mesurée et ajustée par le fonctionnement du régulateur de cos 99 modéré par la tension comme formée d'une puissance apparente Pp prise sous un cos (p constant, augmentée d'une tranche fixe d PF de puissance réactive (en négligeant- la largeur de la bande selon fig. 2).
Lorsque l'échange est de peu d'impor tance, c'est surtout du réactif qui est échangé. Quand l'échange augmente de puissance, la portion de réactif diminue d'importance.
On peut encore remarquer que, par le fait que la distance de la droite A-A à l'origine varie avec la tension, si dans une liaison, la tension mesurée par l'appareil A du régula teur à cosi <B>99</B> modéré, par exemple du côté fournisseur, diminue, ce relais diminue la prise de réactif, ce qui a pour effet de re médier dans une certaine mesure à ce flé chissement de l'a tension.
On sait en effet qu'une grosse part des chutes de tension est due à la composante réactive du courant ou de la puissance.
Supposons que le réseau absorbeur prenne une puissance active Pa,. A la tension nor male, cette puissance active Pa est accompa gnée d'une puissance réactive Pr (fig. 4).
Si la tension baisse, la droite A-A subit une translation et vient, par exemple, en B-B; la puissance active Pa continue d'être prise, la puissance réactive qui sera fournie par le fournisseur ne sera plus que de P'r <I> < Pr.</I> Le fournisseur est donc déchargé d'une partie de sa puissance réactive et la chute de tension est enrayée.
Nous allons considérer maintenant trois exemples d'application du cos, 9p mètre mo déré par la tension selon fig. 1.
Sur la fig. 5 on a représenté deux réseaux 1 et 2 couplés. par un organe de réglage 0 (régulateur d'induction ou transformateur à gradins, par exemple) et comportant chacun des. alternateurs G et des récepteurs W d'un réseau passif.
II est installé au point P un cos < p mètre modéré par la tension Q, tel que celui selon fig. 1 et commandant l'organe de réglage 0. Le cos (p de l'échange d'énergie de 1 à 2 est donc réglé.
En cas d'ouverture du disjonc teur D, le réseau fournisseur 1 se voit obligé de fournir toute l'énergie au réseau passif des récepteurs W, qui impose son facteur de puissance, Q ajustera une tension bien définie, dé terminée par la. condition que l'axe A-A se place (par modification de la tension) à un endroit tel sur le diagramme des puis- sances que le cos<I>cc</I> du réseau passif soit atteint. La fi-.
G illustre ce cas et montre que l'écart de tension avec la tension de con signe I',, est représenté par la distance p. L'angle q représente celui correspondant au cos cp imposé par le réseau passif.
Le dispositif de réglage selon fig. 1 per met de régler le cos (r de l'échange lorsque le disjoncteur D est enclenché et permet le réglage de la tension du réseau 2 lorsque D est déclenché. Une tension de consigne indé pendante du cos rp peut être obtenue grâce à ce dispositif selon fig. 1 par la commu tation manuelle ou automatique du. commu tateur I en fonction de la position du dis joncteur D.
La fig. 7 représente un deuxième exem ple d'application du dispositif dans lequel l'échange d'énergie peut avoir lien non seu lement du réseau 1 au réseau ?, comme dans le premier exemple, mais aussi du réseau 2 au réseau 1. Dans ce cas, il y a deux dis joncteurs D1 et D_ et le dispositif Q est con necté soit au point P= pour l'échange de 1 à 2, soit au point Pl pour l'échange de 2 à 1..
La fi-. 8 illustre un troisième exemple d'application du dispositif selon fi-. 1. Elle représente le cas de deux réseaux 1 et 2 cou plés par un disjoncteur D, les organes de réglage 0 étant constitués par les alterna teurs C du réseau ? et leurs circuits d'exci tation. Lorsque D est enclenché, le cos T de l'échange est réglé par Q qui agit sur les alternateurs<I>C. Si D</I> déclenche, il n'y a plus d'échange d'énergie entre les deux réseaux.
Le dispositif Q maintient. ou ramène la ten sion à la valeur de consigne T'," c'esi-à-dire à une valeur bien déterminée qui peut cons tituer un point de départ précis pour les opérations de réenclenchement.
Le dispositif Q permet. donc de régler le cos g- de l'échange lorsque D est enclenché et de régler la tension du réseau 2 lorsque D est déclenché. Une tension de consigne indépendante du cos q, peut être obtenue de Q par la com mutation manuelle ou automatique de 1 (fig. 1) en fonction de la position du dis joncteur D.
Les trois exemples précédents montrent que le dispositif selon fig. 1 permet le ré glage de cos q ou celui de 1a tension selon la constitution des réseaux.
Pour que le dispositif travaille à tension constante indépendamment du cos T, il suf fit de fermer le commutateur 1, de façon à mettre en court-circuit le transformateur d'intensité T.
L'insensibilité du dispositif doit naturel lement être adaptée à la variation provoquée par l'effet. du trajet élémentaire (c'est: à- dire, par exemple, d'un plot au suivant dans le cas d'un appareil à plots) de l'organe de réglage, ce qui a. lieu en réglage de tension au moyen du ressort<I>R</I> et en réglage de cos c7 par l'ajustage de<I>Al.</I>
La. fi-. 9 représente une variante de la forme d'exécution selon fig. 1.
Tans le cas de la fig. 9, le régulateur d'induction RI d'ajustage du cos g, réglé pos sède une excitation triphasée, mais un rotor monophasé. Le déplacement du rotor permet d'ajuster à une valeur quelconque le décalage du courant de ligne sur la tension du relais <I>F</I>.
Ce même décalage pourrait d'ailleurs être obtenu, dans une autre variante, sans régulateur d'induction, en agissant sur la constitution de l'impédance que comprend l'organe<I>AI'</I> d'ajustage de l'insensibilité du dispositif en réglage de cos T. Comme on le voit sur le schéma selon fig. 9, l'alimen tation venant du transformateur de courant T est placée sur les deux phases du relais F' en sorte que la loi de consigne du dispositif selon fig. 9 est un peu différente de celle du dispositif selon fig. 1 et.
contient un terme qui traduit l'influence de la valeur ef ficace du courant de ligne.
Tandis que le dispositif selon fig. 1 cons- titue un relais cos g. métrique modéré par la tension seulement, le dispositif selon fig. 9 constitue un relais coi (p métrique modéré par la tension et par l'intensité.
Un tel dispositif selon fig. 9 jouit de la propriété que l'extrémité du vecteur "puis sance apparente" P, dans le diagramme des puissances (puissance active en abscisses, puissance réactive en ordonnées), est main tenue à l'intérieur d'une bande circulaire C-C de largeur fonction de l'insensibilité du relais F, dont le centre X occupe dans le plan une position ajustable par variation de facteur du dispositif (décalage du régula teur d'induction<I>RI</I> ou modification des grandeurs des éléments du schéma:
selfs et résistances), -et dont la ligne médiane occupe une position, par rapport à l'origine du dia gramme, qui est fonction de la tension du réseau.
On voit d'après la fig. 10 que la puissance P -est d'abord très inductive (pour les petites puissances), puis passe par un maximum du coi 9p. Les: grandes puissances sont de nou veau échangées sous un coi cp plus petit.
On voit sans autre que si le rayon du cercle C-C devient infiniment grand, on retombe dans le cas de la fig. 2.