CH250192A - Dispositif de protection différentielle. - Google Patents

Dispositif de protection différentielle.

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CH250192A
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/28Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus
    • H02H3/283Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at two spaced portions of a single system, e.g. at opposite ends of one line, at input and output of apparatus and taking into account saturation of current transformers

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Protection Of Transformers (AREA)

Description


  Dispositif de     protection        différentielle.       On utilise     généralement,    pour les protec  tions     différentielles    des machines électriques  à     courants          (alternateurs,        moteurs.     etc.), un montage connu     soins    le nom de mon  tage à. équilibre de .courant dont le schéma est  représenté sur la.     fig.    1.

       Pans    cette figure,  1'0 représente un alternateur dont seule une  des phase - 11 est représentée, 1.2 et 1,3 sont  deux transformateurs de     coûrant    de construc  tion     identique,    14 est un     relais    à maximum  de courant très sensible, 15 et 1,6 sont des       appareils    de mesure ou des relais -de protec  tion     tels    que: ampèremètres,     compteurs,    re  lais de surcharge, etc.  



       Les    enroulements     secondaires,    des trans  formateurs de courant 12 et 13 sont montés  en série. Les     flèches    de la     fi.g.    1 indiquent  le sens de circulation des courants secon  daires. Le relais 1;4 est branché entre deux       points    du circuit secondaire de     ces    transfor  mateurs, tels que, lorsque les courants pri  maires sont égaux, la différence de     potentiel     entre ces deux points soit nulle:.  



  Cette condition doit     être        réalisée    dans les       circonstances        normales,          lorsqu'il     n'y a pas de défaut dans l'alternateur ni       dans    l'installation à     laquelle    il -est     raccordé,     et doit     être    maintenue en cas de défaut exté  rieur à     l'alternateur,    toutes     circonstances        qui     se traduisent par des courants égaux dans les  deux enroulements primaires des     trandor-          mateurs    de courant.

      Par contre, .lorsqu'il se produit un défaut  dans     l'altern        teur    (mise à la     masse,    court  circuit entre phases), les     deux    courants pri  maires ne sont plus égaux     et    leur     différence     est égale au courant de défaut.     Ace    moment,  les deux     courants    secondaires ne sont     plus          identique,    et leur résultante excite le     relais     14 qui produit le     déclenchement    du disjonc  teur de     l'alternateur.     



  Pour que     les    transformateurs de courant  12 et 13, supposés identiques, fournissent  une tension nulle au relais 14, en     cas    de     de-          faut    extérieur à l'alternateur, il faut que  les     impédances        comprises    entre les bornes       secondaires    d'un     transformateur    et les points  de raccordement au relais 14 soient     toujours     égales aux impédances comprises entre les  bornes secondaires de l'autre     transformateur     et ces mêmes points de raccordement.

   Or, ces  impédances comprennent, en plus des résis  tances des conducteurs, les     résistances    et       réactances    de     divers        .appareils    comportant       généralement        des.        circuits    magnétiques. bobi  nés.

   Ces circuits magnétiques peuvent être  plus ou moins     saturés    de telle sorte que     leurs     impédances, même ajustées     avec    soin pour  le courant     nominal    de l'alternateur, peuvent  ne plus être identiques     pour    le courant de       court-circuit    extérieur.

   11 arrive aussi,     lors-          que    l'alternateur est raccordé à un transfor  mateur de puissance de     construction    moderne,  fonctionnant à     induction    élevée, qu'en cas de      surtension     accidentelle,    le courant débité par       l'alternateur    comporte des harmoniques (har  monique trois par exemple). D'où une raison       supplémentaire    de déséquilibre des impédan  ces     dans    le circuit     des    transformateurs de       courant.     



  On peut     aussi    employer un montage dit  ,,à équilibre de     tension"        dans    lequel les se  condaires des     transformateurs    de     courant    dé  signés par 12 et 18 dans la     fig.    1 sont mon  tés en opposition par rapport au reliais de  protection. Une forme de ce montage parti  culièrement     intéressante    est     celle    dite "à se  condaires     shuntés"    représentée sur la     fig.    2.

    Dans. cette figure, les     transformateurs    de  courant 12 et 13, dont les primaires sont       montés    en     --série    avec l'enroulement     f1    de  l'alternateur 10,     alimentent,    par leurs     ,secon-          daires,    l'un des appareils de mesure ou re  laie 15 et     une        résistance    (ou plus générale  ment une     impédance)    17, l'autre, les appa  reils de mesure ou relais     I6,        et    une résistance  (ou plus     généralement    une impédance) 18,

    identique à la précédente.     Les        deux        résis-          tances    (ou impédances) ont     un    même point       -commun.    19,     que    les secondaires des     transsfor-          mateurs,    et l'enroulement du relais 14 est  connecté     entre    leurs extrémités     2i0    et 21.  



  On voit facilement que si 17 et<B>18</B> sont  identiques, de même que 15 et 116, et si les  transformateurs de mesure 12 et 13 sont     aussi          identiques.,    de même que     les        conducteurs        qui     relient leurs secondaires aux appareils, les  points 20 et 21 sont constamment au même       potentiel,    quelle que soit l'importance :du  court-circuit produit, à l'extérieur die     l'en-          roulement    11, par contre, pour un défaut dans  cet enroulement, les potentiels des     points.    20 et  2-1 -sont     différents    et un     @co:

  urant    passe dans  l'enroulement du relais 1-4.  



  Il est facile     d'ajuster    à égalité les     imPé-          dances    17 et 18, mais, comme dans le mon  tage de la     fig.    1, si les appareils 15 et 16  contiennent du fer, la.

       saturation    de leurs  circuits     magnétiques,    pour de     forts    courants,  peut ne pas     être    la même, et, en cas de défaut       extérieur    à     l'enroulement    11', amenant     une     forte surintensité ou     des.    harmoniques, la         différence    de potentiel entre     Mess    points 2-0 et       2@.1    peut ne pas être nulle, même si le défaut       eut    extérieur à l'enroulement 11.  



  Dans le dispositif suivant l'invention, on  évite     les    inconvénients qui peuvent provenir  de     cette        inégalité    pour les fortes     surintensités     en     intercalant    ces appareils entre le point  commun aux deux impédances<B>17</B> et<B>18</B> et le       point        commun        aux        deux     secon  daires, de façon que les deux secondaires des       transformateurs    de courant 12 et     1f    soient  montés en parallèle sur     l'ensemble    des ap  pareils 15 et 16.  



  La     fig.        3,,    dans     laquelle    les     chiffres    10  à 21 ont la même     signification    que     dans    les       fig.    1 et 2, et dans laquelle 22     :est    le point  commun aux enroulements secondaires     des          transformateurs,        donne    à titre d'exemple le  schéma     @de    montage d'une     forme        d'exécution     du     dispositif        suivant        l:

  'invention.     



  On voit que les     appareils    15 et 16 sont  alimentés par les deux secondaires 12' et<B>13</B>  et que des     modifications,    dans les impédan  ces. de -ces     appareils        n'introduisent        aucune          dissymétrie    dans les circuits secondaires     des     transformateurs.  



  On remarque     que    les     caractéristiques    du       montage    de la     fig.    3 sont:  10 Les secondaires des     transformateurs     12 :et 13 sont montés en parallèle par rap  port au     :circuit        19-2iDeontenant        files    appa  reils 15 et 16;

    20 Le     relais    de protection différentielle  14 est alimenté cous     une        différence    de po  tentiel qui est fonction     @de    la     différenee    des       courants    qui     traversent        les,    secondaires des  deux     transformateurs    12! et 13, fonction qui       s'annule    lorsque ces deux courants sont  égaux.  



  La     présente        invention    a pour objet un       dispositif    qui présente les deux     caraPtéristi-          ques        :ci-@d@essus    indiquées.  



  On peut, par exemple, également rempla  cer, dans le     montage    de la     fig.    3, les deux im  pédances 17 et 18 par les deux     enroulements     primaires d'un     transformateur    de courant auxi  liaire, montés de façon que, dans les condi-           tions    normales, leurs     ampèretours    soient  égaux et de     ssignes    contraires.  



  Le montage est indiqué     f'ig.    4, dans la  quelle les     chiffres    de<B>110</B> à     1!6.    ont !les mêmes       significations.    que     dans,        les        figures    précé  dentes,     20,    représentant le     transformateur    de  courant     auxiliaire        @à        deux        enroulements    pri  maires et dont l'enroulement secondaire ali  mente le     relais     14.  



  On voit     facilement    que,     loris    d'un défaut  extérieur à     l'enroulement    11, les     ampèretours     résultants,     agissaut    sur le     circuit    magnétique  du transformateur 23, sont nuls et que la  différence de potentiel aux bornes -du relais  14, qui est égale à la force électromotrice in  duite dans l'enroulement secondaire de 2'3 est  aussi nulle.

   Par     contre,    en cas de défaut       dans    11, les     ampèretours        résultants    sont dif  férents de     zéro    et la. différence de potentiel  aux bornes du relais 14 est différente de  zéro.  



  Avec les montages des     fig.    3 et 4 les  appareils 15 et 16 sans parcourus en     temps     normal par     un    courant     double    de celui que  ,fournirait. un seul transformateur de courant.

    Il pourra donc être avantageux. pour conser  ver les calibres normaux des transformateurs  et des appareils -de mesure, d'alimenter ces  derniers avec un transformateur de courant  auxiliaire, ou un     autotransformateur    de cou  rant ayant un rapport de transformation de  2, par exemple     10A/5A,    pour des     transfor-          mate-urs    et appareils de mesure     de        courant     nominal 5A.  



  Les fi-. 5 et 6 représentent en 24 des       auto-trams-forma.teurs    de courant alimentant  les appareils     1i51    et     1,6,        les    autres chiffres  ayant les mêmes significations que dans les  figures précédentes.  



  On n'a indiqué     jusqu'ici    que l'application  de ce montage au schéma de la protection dif  férentielle normale, mais il est entendu que  le même montage est applicable à tous les  schémas dans     lesquels        .on    compare soit deux  courants l'un à     l'autT    e, soit une pluralité de       courants    les uns par rapport aux -autres.  



  La     fig.    7 donne un exemple d'application  du schéma     fig.    4 au     schéma    d'un     dispositif       pour la protection différentielle     -dite    "à con  ducteur     divisé".    Sur cette figure, 25     est    un  alternateur dont les     enroulements    de chaque  phase sont     divisés    en deux moitiés réunies  en     parallèle.    26 et 27 sont     les,        demi-enroule-          ments        @de    l'une des     phases,

          2i8    et 2s9 des  transformateurs de courant dont les     enroule-          ments        secondaires    sont réunis en parallèle  et débitent sur les     appareils    de mesure 30,  3'1 eut un     transformateur    auxiliaire de cou  rant et 3'2 un relais     @à    maximum de     courant.     



  Ce schéma protège     l'alternateur    contre       les        court-icircuits    entre spires de la même  phase et les     ruptures    .de     phases,    tous acci  dents qui     To@mpent        l'équilibre    ides courants  entre les. deux     -demi-enroulements.     



  Un montage     analogue    est applicable aux  protections     différentielles    des jeux de barres,  aux     protections        différentielles    des feeders -en  parallèle, aux protections différentielles -des  transformateurs,     .etc.     



  On peut enfin, avec les montages décrits.  utiliser comme relais de     protection,    non plus  un simple     relais    à maximum, mais     un        relais          quotientmétrique,    du type dénommé "à pour  centage", dans lequel on     compare    -le courant       différentiel    à la :somme des courants, afin       d'éviter        qu'en    cas d'une légère     différence     dans les.     rapports    de     transformation    des  transformateurs de courant, le courant d'er  reur ne devienne     :

  supérieur    au courant de  fonctionnement du relais au moment d'un  défaut extérieur.  



  Ces     relais,    comme on le sait,     comportent     deux     éleetro-aimauts        montés        sur    le même  arbre et travaillant en sens inverse. L'un de  ces électro-aimants     (électro-aimant        moteur)     a tendance à déplacer l'équipage mobile vers  son contact et l'autre     (électro-aimant    anta  goniste) a tendance à l'en empêcher.

   Les nom  bres de tours des deux     électro-aimants          eontdans    un rapport tel que le relais fonc  tionne. lorsque le courant     différentiel    dépasse  un certain pourcentage du     courant    total.  



  La     fig.    8     représente    le montage d'un tel       relais    dans le cas du     schéma    de la     fig.    4,  avec     1!a    même     signification    pour les mêmes  chiffres. L'enroulement moteur 33, du relais      14     est    alimenté par le transformateur     auxi-          liaire    23 et son     enroulement        antagoniste    34  est monté en série avec les .appareils     1i5    et 16.

Claims (1)

  1. REVENDICATION Dispositif de protection différentielle applicable aux machines, aux transforma teurs et aux lignes électriques, caractérisé par le fait, d'une part, que les secondaires de deux -transformateurs de courant, dont lies primaires sont parcourues. par les courants à comparer, sont montés en @dérivatien sur un circuit utilisable pour des appareils:
    de me sure et des relais, et que, d'autre part, le re lais de protection différentielle est alimenté sous une différence de potentiel qui dépend de la différence des courants secondaires des deux transformateurs et qui s'annule lorsque ces courants sont égaux.
    SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif suivant la revendication, ca- ractérisé par le fait que le relais de protec- ti.on différentielle est branché aux bornes extrêmes de deux impédances égales, ayant un point commun et insérées dans le circuit secondaire des deux transformateurs,
    le point commun de ces deux impédances étant le point où se ferme le circuit utilisable pour des appareils de mesure et des relaie. 2. Dispositif suivant la revendication, ca- ract6ris6 par le fait que lie relais de protec tion différentielle est branché. aux bornes @du secondaire d'un transformateur de courant auxiliaire,
    à deux enroulements primaires identiques qui sont montés, 4e façon que les ampèretours résultants. soient nuls quand les courants qui les traversent sont égaux, le point commun, de ces deux enroulements étant le point où se ferme le circuit utilisable pour des appareils de mesure et des relais,. 3,. Dispositif suivant la revendication et les sous-revendications 1 et 2,
    caractérisé en ce que le. relais de prote-ction:différentielle comporte deux électro-a,imaints travaillant en sens inverse, l'enroulement de l'un de ces électro-aimants étant inséré dans le circuit utilisable pour ±les appareils de mesure et.
    des relais, le nombre de touas bis deux élec- tro-aimants étant dans un rapport tel, que le relais fonctionne lorsque le courant différen tiel àép-asse un pourcentage fixé du courant total. Compagnie pour la Fabrication des Compteurs et Matériel d'Usines à Gaz.
CH250192D 1944-01-21 1945-01-17 Dispositif de protection différentielle. CH250192A (fr)

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