Groupe de mesure de précision d'énergie électrique pour réseau
à deux ou plusieurs phases. e
Pour la mesure précise de l'énergie electrique dans les installations di-ou pdlypha- sées où la puissance absorbée varie dans de grandes limites, il est d'usage de doubler le compteur prévu pour la puissance maximum admissible, d'un compteur de puissance nominale plus faible, ces deux appareils enregistrant tour à tour l'énergie et chacun d'eux travaillant dans la zone de puissance dans laquelle sa précision est la plus grande.
Pour atteindre ce but, il a été jusqu'ici d'usage de brancher en série les circuits ampèremétriques correspondants des deux compteurs et de contrôler la puissance traversant le groupe ainsi formé à l'aide d'un relais wattmétrique. Dans un tel système, grâce au jeu du relais wattmétrique, le disque du compteur de fort calibre est immobilisé par un cliquet de blocage pendant les périodes à faible consommation, le compteur de petit calibre fonc- tionnant seul, tandis que le disque du comp- teur de petit calibre est immobilisé par un cliquet de blocage et ses enroulements am pèremétriques court-circuités pendant les pé- riodes à forte consommation, le compteur de fort calibre fonctionnant seul.
Un tel système présente divers, inconvé- nients qui sont énumérés ci-dessous. En premier lieu, il'est nécessaire d'utiliser des compteurs de précision pourvus de dispositifs de blocage du disque, dispositifs dont le fonctionnement n'est pas toujours rigoureusement assuré et dont les défaillances peuvent provoquer d'importantes, erreurs dans le comptage de l'énergie. En second lieu, il est impossible de tenir compte d'une dissymétrie de charge des diverses phases, quel que soit le type du relais wattmétrique, monophasé ou polyphasé, et il peut fort bien se présenter que le courant envoyé dans l'une des phases du compteur de petit calibre soit plus fort que le courant admissible et endommage ce compteur, bien que la puissance mesurée au relais wa.
ttmétrique (puissance moyenne me surée sur toutes les phases, ou puissance partielle mesurée sur l'une des autres phases), soit inférieure à la puissance nominale du petit compteur. En troisième lieu, le relais wattmétrique étant influencé par la-puissance ac- tive traversant le groupe de mesure, il peut arriver que le courant envoyé dans le compteur de petit calibre soit plus fort que le courant admissible et l'endommage, bien que la puissance mesurée soit inférieure à la puissance du petit compteur, au cas, par exemple, on le facteur de puissance serait particulièrement bas.
Ces inconvénients sont éliminés par la présente invention, dont l'objet est un groupe de mesure de précision d'énergie électrique pour réseau à deux ou plusieurs phases, comportant deux compteurs dont l'un est prévu pour la puissance maximum admissible et l'autre pour une puissance, plus petite, groupe dans lequel les circuits ampèremétriques cor respondants des deux compteurs sont branchés en dérivation l'un par rapport à l'autre, leurs entrées étant directement reliées à un point de dérivation commun et leurs sorties à des contacts commandés par des relais.
Ces relais peuvent être des relais wattmétriqlles mais seront de préférence ampèremétriques et en nombre égal au nombre des circuits am pèremétriques de chacun des compteurs.
Les circuits ampèremétriques correspondants de l'un et de l'autre des deux compteurs pourront être ainsi alternative-ment ali- mentes, par l'effet d'un commutateur com- mandé par le relais correspondant, ce com- mutateur étant constitué en sorte que le passage d'un contact a l'autre s'effectue toujours sans rupture du courant. En variante. il sera possible de laisser les circuits ampèremétriques du compteur de petit calibre alimentes en permanence, tandis que eeux du compteur de gros calibre seront mis en circuit ou hors circuit par l'intermédiaire d'in terrupteurs commandés par les relais.
Les figures ci-jointes et la description qui va suivre, données à titre d'exemple, permettront de mieux se rendre compte en quoi consiste l'invention.
La fig. 1 représente un exemple d'application de l'invention au cas d'un réseau triphasé avec fil neutre, dans lequel les circuits ampéremétriques des deux compteurs sont al ternativement branchés et débranchés.
La fig. 2 représente une variante dans laquelle le compteur de petit calibre est bran ehé en permanence, tandis que les circuits ampèremétriques du compteur de gros calibre sont branchés ou débranchés en fonelion de l'intensité du courant qui circule dans chacune des phases.
La fig. 1 se rapporte au cas d'un réseau triphasé 0, 1, 2, 3, dont les tensions et les courants dans les trois phases sont transmis au groupe de mesure par l'intermédiaire du transformateur de tension 4 et des transformateurs de courant 5, 6, 7. Seuls les éléments nécessaires à la compréhension de l'invention ont été représentés, étant bien entendu que la réalisation pratique du groupe de mesure pourrait comporter d'autres éléments de mesure. de protection ou de mise à la terre en plus de ceux représentés.
Le groupe de mesure comporte un compteur triphasé de pré cision, 8, prévu pour la puissance maximum admissible, un deuxième compteur triphasé de précision. 9. d'une puissance égale à une fraction de la puissance du premier, et trois relais ampèremél-riques monophasés ln 11 et 12, réunis ou non dans un même boîtier. Pour fixer les idées on pourra supposer que les transformateurs de courant 5, 6, 7 sont établis avec un rapport de transformation tel qu'au courant maximum admissible dans les circuits 0, 1. 2. 3. il corresponde aux secon- daires un courant de 5A.
Le compteur 8, dit de gros calibre, sera alors prévu pour une intensité nominale de 5 A et le compteur 9, dit de petit calibre, pour une intensité nominale de 0, 5 A. En outre, les relais ampère- métriques 10, 11, 12 seront construits pour supporter sans dommage un courant de 5 A et réglés de telle façon qu'ils enelenchent leurs contacts respectifs pour un courant su périeur à 0. 5 A et les déclenchent pour un courant Inférieur a 0. 5 A.
Les enroulements vohimétriques 13, 14, li du compteur de pe fit calibre 9 sont en permanence branchés en parallèle avec les enroulements correspondants 13', 14', 15'du compteur de gros calibre 8 et en permanence soumis à la tension secondaire du transformateur 4.
Le circuit ampèremétrique 16 du oomp teur de petit calibre 9 et le circuit correspondant 16'du compteur de gros calibre 8 sont branchés en dérivation l'un par rapport à l'autre, leurs entrées étant directement reliées par un point de dérivation commun 19 au secondaire du transformateur d'intensité 5 et leurs sorties étant reliées aux contacts 20 et 20'du commutateur 21 du relais ampèremétrique 10. En série avec le conducteur de retour au secondaire du transformateur 5 est placé l'enroulement principal 24 du relais 10.
Pour que cet enroulement 24 soit toujours traversé par un courant, proportionnel au courant primaire de la phase 1, le commutateur 21 est constitué de façon que le passage du contact 20 au contact 20's'effectue toujours sans rupture de courant. On pourra utiliser à cet effet un tube à mercure basculant a trois prises de courant, tel qu'au moins deux des prises de courant soient toujours en liaison par le mercure. Le commutateur 21 est entraîné de la façon habituelle par l'élec- troaimant 25, lui-m8me commandé par le contact 26 placé sous l'action de l'enroulement principal 24.
Les circuits ampéremétriques 17, 17'et 18, 18'sont, phase par phase, branchés en dérivation d'une façon analogue aux circuits 16, 16'dont il vient d'être question et sont reliés, les premiers aux contacts du commu- tateur 22 du relais 11, les seconds à ceux du commutateur 23 du relais 12.
Le fonctionnement du groupe de mesure ainsi décrit est le suivant :
Tant que le courant dans chacune des trois phases est, au secondaire des transformateurs de courant, inférieur à 0, 5 A, les trois relais ampéremétriques restent au repos, les contacts 26, 27, 28 sont ouverts, les commutateurs 21, 22, 23 sont dans la position inférieure représentée au dessin les circuits 16', 17', 18'du compteur de gros calibre 8 ne sont parcourus par aucun courant et seul le compteur de petit calibre 9 enregistre l'é- nergie prise au réseau 0, 1, 2, 3.
Dès que l'intensité du courant dans l'une quelconque des trois phases est, au secondaire des transformateurs, supérieure à 0, 5 A, le relais ampèremétrique correspondant ferme son contact et par l'intermédiaire de son électro change la position de son commutateur, connecte le circuit ampèremétrique correspondant du compteur de gros calibre à la place de celui du compteur de petit calibre. Les deux compteurs tournent'alors simultanément, enregistranttchacununepartie de l'é- nergie à mesurer, dont le total est donné par addition des indications'des deux appareils.
Si le courant dans les trois phases est, au secondaire des transformateurs, supérieur à 0, 5 A, les commutateurs des trois relais 10, 11, 12 prennent la position attirée, position supérieure mettant en circuit les trois circuits ampéremétriquea 16', 17', 18'du compteur de gros calibre 8, et hors circuit les trois circuits 16, 17, 18 du compteur de petit calibre 9. Ce dernier s'arrête donc et toute l'énergie est alors enregistrée sur le compteur 8.
Comme chaque phase est individuellement contrôlée par un relais ampèremétrique, il est évident que lors d'une charge dissymétrique du réseau 0, 1, 2, 3, il peut se faire sans aucun inconvénient qu'une phase soit mesurée sur l'un des deux compteurs et les deux autres phases sur l'autre, chaque compteur travaillant dans la zone de puissance dans laquelle sa précision est la meilleure.
La fig. 2 se rapporte à un groupe de mesure de précision placé dans des conditions semblables à celles de la fig. 1, à la différence près que le compteur de petit calibre reste branché en permanence, tandis que les circuits ampéremétriques du compteur de gros calibre sont mis en circuit ou hors circuit par des interrupteurs des relais ampèremétriques. Sur les deux figures, les mêmes chiffres de référence se rapportent aux mêmes organes.
Les circuits ampéremétriquea 16, 17, 18 du compteur de petit calibre sont, phase par phase, branchés en série avec les enroule ments principaux 24, 24', 24"des relais ampèremétriques 10, 11, 12 aux bornes secondaires des transformateurs de courant 5, 6, 7.
Les circuits ampèremètriques 16', 17', 18' du compteur de gros calibre 8 sont, phase par phase, branchés en parallèle avec les circuits correspondants 16, 17, 18 du compteur de petit calibre, par l'intermédiaire des interrupteurs 21', 22', 23'des relais ampèremétriques.
Le fonctionnement de ce groupe diffère de celui de la fig. 1 en ce qui suit :
Des que l'intensité du courant dans l'une quelconque des trois phases est, au secondaire des transformateurs, supérieure à 0, 5 A, le relais ampèremétrique correspondant ferme son contact et par l'intermédiaire de son électro auxiliaire et de son interrupteur, connecte le circuit ampèremétrique correspondant du compteur de gros calibre, en parallèle avec celui du compteur de petit calibre.
Le courant secondaire se répartit alors entre les deux circuits de même phase en raison inverse de la résistance de ceux-ci et, comme la résistance du circuit du compteur de 5 A est beaucoup plus faible que celle du compteur de 0, 5 A, il est évident que ce dernier ne sera à aucun moment traversé par un courant supérieur à 0, 5 A. Les deux compteurs tournent alors simultanément, enregistrant chacun une partie de l'énergie à mesurer, dont le total est donné par addition des indications des deux appareils.
Comme chaque phase est individuellement contrôlée par un relais ampèremétriques il est évident que, lors d'une charge dissymé- trique du réseau 0, 1, 2, 3, il se peut, et ceci sans aucun inconvénient, qu'une ou deux phases seulement-soient mesurées simultané- ment sur le compteur de gros calibre et le compteur de petit calibre, la troisième étant mesurée par le compteur de petit calibre seul.
Les exemples décrits ci-dessus se rapportent au cas le plus complexe où le groupe de mesure de précision comporte des transforma teurs de courant et de tension, mais il est bien évident que l'invention s'appliquerait également si le transformateur de tension était supprimé ou même si tous les transformateurs de mesure étaient supprimés.
Le point de dérivation 19 serait alors placé sur le parcours du conducteur de phase 1, les circuits ampéremétriques 16 et 16'des deux compteurs, branchés en dérivation entre ce point 19 et le relais 10, dont l'enroulement principal 24 serait lui-même placé en série dans le conducteur 1, les autres phases seraient connectées de façon analogue. Le compteur 8 et les relais 10, 11, 12 seraient dans ce cas prévus pour la valeur absolue de l'intensité maximum admissible dans le réseau 0, 1, 2, 3 lui-même et le compteur 9 pour une certaine fraction de celle-ci.