**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.
REVENDICATIONS
1. Installation d'alimentation d'une charge en courant alter
natif à partir d'une ligne de transport d'énergie électrique à
haute tension continue, caractérisée par le fait qu'elle est reliée
en série avec ladite ligne de transport (L), et comporte des
moyens (C1, Q, T) de prélèvement et de conversion de la haute
tension continue en puissance active sous forme de tension
alternative, des moyens (M, G) générateurs de puissance réac
tive, reliés à ladite ligne de transport, pour fournir auxdits
moyens de prélèvement et de conversion et à ladite charge la
puissance réactive demandée, et des moyens de commande (Cp)
reliés auxdits moyens de prélèvement et de conversion ainsi
qu'auxdits moyens générateurs pour assurer que l'alimentation,
en ladite puissance active, de ladite charge soit effectuée,
par les
seuls dits moyens de prélèvement et de conversion.
2. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce
que lesdits moyens de prélèvement et de conversion comportent
au moins un pont inverseur (C1 ou C2) et un circuit de couplage
(T) qui relie entre eux ledit au moins un pont inverseur, lesdits
moyens générateurs et ladite charge.
3. Installation selon les revendications 1 et 2, caractérisée par le fait qu'elle comporte deux ponts inverseurs (C1, C2) reliés en série, ces ponts étant connectés respectivement audit circuit de couplage (T) à l'aide d'un enroulement en triangle (B2) et d'un enroulement en étoile (B1), alors que lesdits moyens générateurs de puissance réactive sont reliés au circuit de cou
plage par un enroulement (B3) soit en étoile, soit en triangle.
4. Installation selon les revendications 1,2 et 3 caractérisée
ce que le circuit de couplage (T) comporte un enroulement
secondaire (B4) relié à la charge de sortie, et que cet enroule
ment secondaire est isolé électriquement au moyen d'un écran
(I) de protection contre les perturbations arrivant de la ligne à courant continu, une des bornes (4) de l'enroulement secondaire et l'écran (I) étant mis à la terre.
5. Installation selon l'une des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que ledit circuit de couplage (T) comprend un transformateur.
6. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens générateurs de puissance réactive comprennent un ensemble moteur (M) -génératrice (G).
7. Installation selon les revendications 1 et 6, caractérisée en ce que ledit moteur (M) de l'ensemble est un moteur à courant continu tournant à vitesse constante et monté en série avec ladite ligne (L) de transport à courant continu, une unité excitatrice (E) reliée à un circuit de commande de vitesse (Cv) assurant la rotation du moteur à ladite vitesse constante.
8. Installation selon les revendication 1 et 6, caractérisée en ce que la génératrice dudit ensemble comporte un circuit régulateur de tension automatique (AVR) pour maintenir nulle la puissance active normalement générée par la génératrice.
9. Installation selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisée en ce qu'un circuit (F) de filtration d'harmoniques générées par lesdits moyens de prélèvement et de conversion est branché sur la sortie de ladite génératrice (G).
10. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits moyens générateurs de puissance réactive comportent un ensemble moteur (M) -génératrice (G) à vitesse constante et en ce que lesdits moyens de commande comportent un circuit comparateur (Cp) de signaux représentatifs de la vitesse de rotation dudit ensemble moteur (M) -génératrice (G) et de signaux représentatifs de la puissance délivrée par la génératrice (G), leditcircuitcomparateur (Cp) émettant des impulsions pour la commande sélective de chaque élément de commutation constituant lesdits moyens de prélèvement et de conversion.
11. Installation selon les revendications 1 et 10, caractérisée ce qu'un circuit de mesure de la puissance de sortie (7) de la génératrice est relié à un circuit intégrateur (8) pour alimenter
un comparateur (9) en lesdits signaux représentatifs de ladite
puissance.
12. Installation selon l'une des revendications 10 et 11,
caractérisée en ce qu'un dispositif tachymétrique (10) mesure la
vitesse de rotation de l'ensemble moteur (M)-génératrice (G) et
est relié à un circuit générateur de dents de scie (11) pour
l'alimentation dudit comparateur (9) en signaux représentatifs
de ladite vitesse de rotation.
13. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce
qu'elle comprend une enceinte métallique (1), cette enceinte
étant maintenue à la haute tension continue de ladite ligne de transport.
La présente invention a pour but de prélever de l'energie transportée par une ligne électrique à haute tension continue et de la transformer en énergie à courant alternatif destinée à alimenter une charge, et plus particulièrement de permettre de prélever une quantité donnée d'énergie de ladite ligne de transport à haute tension continue et de la transformer en puissance complexe, I'ensemble de l'installation considérée étant montée en série sur la ligne à haute tension continue précitée.
Par puissance complexe, on entend une puissance proportionnelle à la somme des puissances active et réactive fournies à une charge électrique, en régime sinuoîdal.
Il n'existe présentement aucun mode de réalisation pratique d'installations pouvant servir de poste intermédiaire, le long d'une ligne de transport à courant continu, permettant de prélever et de convertir de l'énergie transportée par cette ligne en puissance directement utilisable par un appareillage fonction nant sur courant alternatif.
La présente invention préconise une telle installation, qui est montée en série sur la ligne de transport d'énergie à haute tension continue, et qui permet le prélèvement d'une faible ou d'une forte proportion de cette énergie et sa conversion en tension alternative pour utilisation locale, les éléments constituant cette installation étant alors à une tension proportionnelle à la puissance prélevée de la ligne de transport.
Suivant la présente invention, I'installation préconisée est caractérisée en ce qu'elle est branchée en série avec la ligne de transport et comporte des moyens de prélèvement et de conversion de l'énergie transportée par cette ligne en puissance active sous forme de tension alternative des moyens générateurs de puissance réactive, reliés à ladite ligne de transport, pour fournir la puissance réactive demandée aux dits moyens de prélèvement et de conversion et à ladite charge, et des moyens de commande reliés auxdits moyens de prélèvement et de conversion et auxdits moyens générateurs pour assurer que l'alimentation, en ladite puissance active, de ladite charge soit effectuée par les seuls dits moyens de prélèvement et de conversion.
Un mode de réalisation préféré de l'objet de la présente invention est décrit ci-après avec référence aux dessins annexés, dans lesquels:
La fig. 1 illustre une installation de prélèvement montée en série sur une ligne de transport d'énergie à haute tension continue; et
la fig. 2, schématiquement, un ensemble de commande des ponts de conversion employés dans l'installation selon la fig. 1.
Se référant à la fig. 1, I'ensemble de l'installation de prélèvement est contenu dans une enceinte métallique 1, qui est maintenue à la tension de la ligne de transport à haute tension continue L au moyen du conducteur électrique 6. L'installation de prélèvement est branchée directement en série sur la ligne de transport Là l'aide des connecteurs 2 et 3, alors que le raccordement de la sortie, forunissant la tension alternative, se fait par
les connecteurs 4 et 5, le connecteur 4 assurant la mise à la terre.
En conséquence, il est à noter que le montage de cette installation de prélèvement est relativement simple et peu complexe et peut être effectué en un temps relativement court.
Mentionnons que les disjoncteurs DÂ, DB et DC permettent, selon qu'ils sont ouverts ou fermés, d'alimenter directement l'installation de prélèvement, ou encore de la court-circuiter, ce qui assure une continuité de fourniture d'énergie en haute tension continue le long de la ligne de transport lorsqu'une ou plusieurs de ces installations montées en série sur cette ligne ne sont pas utilisées.
L'installation elle-même peut être divisée en deux ensembles opérationnels: le premier ayant pour but de prélever de l'énergie de la ligne de transport L et de la convertir en tension alternative, le second comportant des éléments de génération de la puissance réactive nécessaire au bon fonctionnement e l'installation.
Les convertisseurs C1 et C2, montés en série, ont pour fonction de prélever une fraction ou la totalité de l'énergie transportée par la ligne à haute tension continue et de la transformer en puissance active. Ces convertisseurs sont de fait des ponts de conversion conventionnels, de type Graetz, qui opèrent en onduleurs et qui sont constitués soit de thyristors ou de lampes-à-arc au mercure. Un agencement de ces ponts de conversion C1 et C2 est décrit, par exemple, dans la publication Control Systems for H.V.D.C. Transmission par J.P. Bowles,
CEA, Mars 1971. Les tensions triphasées A, B, C produites à la sortie de chacun de ces ponts alimentent respectivement les enroulements en étoile Bl et en triangle B2 d'un circuit de couplage T, comprenant un transformateur, dont l'enroulement secondaire B4, en étoile ou en triangle, fournit de la puissance utile.
En plus de la puissance active fournie à la charge branchée sur la sortie de l'installation, il faut fournir également de la puissance réactive, laquelle est générée par une génératrice G dont les tensions triphasées de sortie A', B', C' alimentent les enroulements B3 montés soit en étoile, soit en triangle, du circuit de complage T. La génératrice G est entraînée mécaniquement par un moteur à courant continu M, de type à traction conventionnel; ce moteur M est monté en série sur la ligne de transport L. En régime permanent, le moteur M fonctionne à vitesse constante et cette vitesse est ajustée de façon très précise à l'aide d'une excitatrice E reliée à un circuit de commande de vitesse Cv. Les bobines de cham L3, L4 et L5 assurent la constance de la vitesse du moteur M, indépendamment de
l'intensité du courant continu circulant dans la ligne de trans
port.
En outre, il est prévu de régulariser les tensions de sortie de la génératrice G à l'aide d'un régulateur automatique de tension AVR pour garder ces tensions constantes, ce qui se traduit de la part de la génératrice, par génération d'une puissance active presque nulle.
En plus de fournir la puissance réactive demandée par la charge de sortie et les ponts de conversion C1 et C2, la génératrice G est utilisée pour commander l'angle d'amorçage des éléments de commutation constituant chacun de ces ponts de conversion, ceci afin de contrôler avec précision le degré de prélèvement de puissance de la ligne de transport L en fonction de celle requise par la charge de sortie. Cette commande s'effectue à l'aide d'un circuit comparateur de commande Cp, décrit plus loin, dont les entrées X, Y et Z sont reliées, d'une part, aux capteurs de courant et de tension Ll et L2, respectivement, fournissant une mesure de la puissance active de sortie de la génératrice, et, d'autre part, à un capteur S qui fournit une mesure de la vitesse de rotation de la génératrice.
Par ce moyen, toute augmentation ou diminution de demande de puissance active par la charge se traduit par une variation proportionnelle de l'angle d'amorçage des ponts de conversion C1 et'Cz par le circuit comparateur Cp. Ce circuit comparateur Cp est représenté à la fig. 2 et sera décrit plus loin.
Il est important de noter ici que l'installation fonctionne de façon tout-à-fait adéquate, même si un seul pont de conversion, soit Cl, soit C2, est utilisé. Le présent mode de réalisation préconise l'utilisation de deux ponts de conversion dans le seul but de diminuer de façon sensible les harmoniques générées par ceux-ci, les sorties des ponts étant montées en triangle et en étoile sur le circuit de couplage T. En tout état de cause, un filtre
F est prévu à la sortie de la génératrice G pour éliminer les harmoniques engendrées par les convertisseurs utilisés.
En ce qui concerne la génératrice G, il est à préciser que celle-ci n'est employé que pour fournir les volts-ampères réactifs requis par la charge de sortie et les convertisseurs, et non de la puissance active. Si, par exemple, davantage de puissance active était requise, comme suite à une demande accrue de la part de la charge de sortie, un ajustement de l'angle d'amorçage des convertisseurs serait aussitôt effectué par le circuit comparateur Cp à travers les capteurs L1, L2 et S, en sorte que ce soient les convertisseurs seuls qui fournissent la puissance active requise, réduisant ainsi à zéro la puissance active de sortie de la génératrice G.
Il est à noter que tous les éléments constituant l'installation sont sous une tension qui est proportionnelle à la puissance prélevée de la ligne de transport à courant continu. Seul l'enroulement B4 au secondaire du circuit de couplage T est mis à la terre, et un écran isolant I sert à protéger l'enroulement B4 de sortie des perturbations impulsionnelles arrivant de la ligne à courant continu.
L'installation de prélèvement décrite ci-dessus permettrait de prélever une énergie d'environ 7 MW d'une ligne de transport d'énergie haute tension continue de l'ordre de 500 kV où circule un courant d'environ 500 A. Dans ce cas, la chute de potentiel à travers les convertisseurs C1 et C2 est de l'ordre de 14 kV, soit 7 kV pour chacun des ponts de conversion. Ce qui signifie que cet appareillage fonctionne à une tension relativement basse, ne requérant que l'utilisation de six thyristors en série par convertisseur. La puissance réactive générée par la génératrice G est de l'ordre de 3 à 4 MVAR lorsque celle-ci possède un enroulement opérant à 4 kV, soit approximativement la moitié de la tension soutirée par chacun des convertisseurs.
D'autre part, le moteur de traction à courant continu M possède, en régime normal, une puissance de l'ordre de 10% de celle de l'installation, pour de bonnes conditions d'accélération, ce qui représente une puissance d'environ 0,4 MW à 500 A, soit une chute de potentiel d'environ 900 V à travers le moteur.
Dans ces conditions, la puissance de sortie de l'installation se chiffre à environ 7 MW.
Pour mettre l'installation de prélèvement en service, il suffit de fermer d'abord les disjoncteurs DB et Dc, puis d'ouvrir le disjoncteur DA qui court-circuite l'installation. Le courant de la ligne de transport circule alors dans le poste de prélèvement qui, au début, apparaît comme un court-circuit. Le moteur M accélère jusqu'à sa vitesse de régime (fréquence de la pénératrice = 50 à 60 Hz) et est maintenu à cette vitesse par l'excitatrice E muni du circuit de commande de vitesse Cv. Lorsque le moteur
M et la génératrice G qu'il entraîne ont atteint leur vitesse synchrone, les disjoncteurs DD et DE s'ouvrent automatiquement. Le circuit de mesure de la puissance active branché sur la sortie de la génératrice G la réduit à zéro par un ajustement approprié de l'angle d'amorçage des ponts de conversion.
Les disjoncteurs DD et DE étant ouverts, le courant continu de la ligne traverse les convertisseurs C1 et C2 qui fournissent alors toute la puissance active requise par la charge d'utilisation alors que la génératrice fournit la puissance réactive demandée par les ponts et cette charge. Comme mentionné plus haut, I'installation répond automatiquement aux variations de charge du centre de consommation locale.
La fig. 2 représente schématiquement un mode de réalisation du circuit comparateur de commande Cp de la fig. 1, pour la commande et le contrôle de l'angle d'amorçage des convertisseurs utilisés dans chacun des ponts de conversion Cl et C2.
Dans ce circuit, les valeurs X et Y fournies par les capteurs L1 et
L2 alimentent un circuit de mesure de puissance 7, tel un wattmètre, qui fournit à sa sortie une mesure de la puissance active débitée par la génératrice. La valeur de cette puissance est intégrée à travers l'intégrateur 8 qui comporte un nombre n de sorties, ce nombre correspondant au nombre d'éléments de conversion utilisés pour l'ensemble des ponts de conversion C1 et C2. Dans le cas oû chacun des ponts de conversion utilise six éléments, I'intégrateur 8 aura douze sorties, soit un ensemble de six sorties pour chacun des ponts.
Les signaux apparaissant sur les six sorties de l'ensemble sont alors déphasés entre eux d'un angle de 30" . D'autre part, un tachymètre 10 mesure la vitesse de rotation Z de l'arbre reliant mécaniquement le moteur M à la génératrice G, et le résultat de cette mesure alimente un générateur de dents de scie 1 1 qui comporte un nombre de sortie égal à celles de l'intégrateur 8 et dont les signaux sont également déphasés de 30" . Les sorties de l'intégrateur 8 et du générateur 1 1 sont ensuite comparées, de façon correspondante, à l'aide du comparateur 9 qui émet, selon le cas, sur chacune de ses n sorties, une impulsion représentative d'un écart entre la valeur du signal émis par le générateur 1 1 et par l'intégrateur 8, pour une sortie donnée.
Cette impulsion émanant du comparateur 9 sert à corriger l'angle d'amorçage d'un élément particulier constituant les ponts de conversion C1 et C2, afin de varier suivant la demande de la charge le taux de conversion de l'énergie CC en énergie CA. Grâce au circuit de la fig. 2, I'angle d'amorçage de chaque élément de conversion est ajusté de façon automatique en fonction de la demande de puissance active de la charge de sortie du dispositif.
Il est à noter que le mode de réalisation décrit ci-dessus ne comporte que des composantes déjà existantes sur le marché, donc de caractéristiques connues, ce qui a pour effet d'en diminuer d'autant le coût de fabrication et d'assemblage. De plus, grâce à l'écran I de protection, I'isolation entre la sortie B4 du transformateur T et les autres enroulements est amériorée de façon sensible, ce qui a pour résultat de minimiser les effets causés par les perturbations, telles les fautes de commutation, ou la foudre frappant la ligne de transport, sur la sortie de l'installation.
Il est aussi à remarquer que toute la puissance réactive de l'installation est fournie par un ensemble synchrone, le moteur
M et la génératrice G, entièrement alimentés par le réseau principal et intégrés à l'installation, de sorte qu'aucun apport auxiliaire ou extérieur d'énergie n'est nécessaire pour en assurer le bon fonctionnement.
Des modifications peuvent être apportées au mode de réalisation ci-dessus indiqué sans pour cela sortir du cadre de la présente invention, comme par exemple l'addition de ventilateurs pour l'évacuation de la chaleur générée par l'ensemble moteur-génératrice et les ponts de conversion.
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CLAIMS
1. Installation for supplying an alternating current load
native from an electric power transmission line to
high continuous voltage, characterized in that it is connected
in series with said transmission line (L), and includes
means (C1, Q, T) of sampling and conversion of high
DC voltage as active power as voltage
alternative, means (M, G) of reactive power generators
tive, connected to said transmission line, to provide said
withdrawal and conversion means and at said charge the
reactive power required, and control means (Cp)
connected to said withdrawal and conversion means as well
that said generating means to ensure that the supply,
in said active power, said charge is carried out,
by the
only said means of direct debit and conversion.
2. Installation according to claim 1, characterized in that
that said withdrawal and conversion means include
at least one inverter bridge (C1 or C2) and a coupling circuit
(T) which interconnects said at least one reversing bridge, said
generating means and said load.
3. Installation according to claims 1 and 2, characterized in that it comprises two reversing bridges (C1, C2) connected in series, these bridges being connected respectively to said coupling circuit (T) using a winding in a triangle (B2) and a star winding (B1), while said reactive power generating means are connected to the neck circuit
range by a winding (B3) either in star or in triangle.
4. Installation according to claims 1,2 and 3 characterized
that the coupling circuit (T) has a winding
secondary (B4) connected to the output load, and this winding
secondary element is electrically isolated by means of a screen
(I) for protection against disturbances arriving from the direct current line, one of the terminals (4) of the secondary winding and the screen (I) being earthed.
5. Installation according to one of claims 2 to 4, characterized in that said coupling circuit (T) comprises a transformer.
6. Installation according to claim 1, characterized in that said reactive power generating means comprise a motor assembly (M) -generator (G).
7. Installation according to claims 1 and 6, characterized in that said motor (M) of the assembly is a direct current motor rotating at constant speed and mounted in series with said direct current transport line (L), a exciter unit (E) connected to a speed control circuit (Cv) ensuring the rotation of the motor at said constant speed.
8. Installation according to claims 1 and 6, characterized in that the generator of said assembly comprises an automatic voltage regulator circuit (AVR) to maintain zero the active power normally generated by the generator.
9. Installation according to one of claims 6 to 8, characterized in that a circuit (F) for filtration of harmonics generated by said sampling and conversion means is connected to the output of said generator (G).
10. Installation according to claim 1, characterized in that said reactive power generating means comprise a motor (M) -generator (G) assembly at constant speed and in that said control means comprise a comparator circuit (Cp) of signals representative of the speed of rotation of said motor (M) -generator assembly (G) and of signals representative of the power delivered by the generator (G), said comparator circuit (Cp) emitting pulses for the selective control of each switching element constituting said means of withdrawal and conversion.
11. Installation according to claims 1 and 10, characterized in that a circuit for measuring the output power (7) of the generator is connected to an integrator circuit (8) for supplying
a comparator (9) in said signals representative of said
power.
12. Installation according to one of claims 10 and 11,
characterized in that a tachometer device (10) measures the
speed of rotation of the motor (M) -generator (G) assembly and
is connected to a sawtooth generator circuit (11) for
supplying said comparator (9) with representative signals
of said speed of rotation.
13. Installation according to claim 1, characterized in that
that it includes a metal enclosure (1), this enclosure
being maintained at the high DC voltage of said transmission line.
The object of the present invention is to take energy transported by a direct high voltage electric line and to transform it into alternating current energy intended to power a load, and more particularly to make it possible to take a given amount of energy from said continuous high voltage transmission line and transforming it into complex power, the whole of the installation considered being connected in series on the aforementioned direct high voltage line.
By complex power is meant a power proportional to the sum of the active and reactive powers supplied to an electric charge, in sinuoidal regime.
There is currently no practical embodiment of installations which can serve as an intermediate station, along a direct current transmission line, making it possible to take and convert the energy transported by this line into power directly usable by equipment operating on alternating current.
The present invention recommends such an installation, which is mounted in series on the high voltage direct current energy transmission line, and which allows the taking of a low or a high proportion of this energy and its conversion into alternating voltage. for local use, the elements constituting this installation then being at a voltage proportional to the power drawn from the transmission line.
According to the present invention, the recommended installation is characterized in that it is connected in series with the transmission line and comprises means for withdrawing and converting the energy transported by this line into active power in the form of alternating voltage. reactive power generating means, connected to said transmission line, for supplying the reactive power required to said sampling and conversion means and to said load, and control means connected to said sampling and conversion means and to said generating means to ensure that the supply, in said active power, of said load is carried out by the only said means of sampling and conversion.
A preferred embodiment of the object of the present invention is described below with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 illustrates a sampling installation mounted in series on a high voltage direct current power transmission line; and
fig. 2, schematically, a control assembly of the conversion bridges used in the installation according to FIG. 1.
Referring to fig. 1, the entire sampling installation is contained in a metal enclosure 1, which is kept at the voltage of the high-voltage continuous transmission line L by means of the electrical conductor 6. The sampling installation is connected directly in series on the transmission line There using connectors 2 and 3, while the connection of the output, providing the alternating voltage, is done by
connectors 4 and 5, connector 4 ensuring earthing.
Consequently, it should be noted that the mounting of this sampling installation is relatively simple and not very complex and can be carried out in a relatively short time.
It should be noted that the circuit breakers DÂ, DB and DC allow, depending on whether they are open or closed, to directly supply the sampling installation, or even to short-circuit it, which ensures continuity of energy supply at high DC voltage along the transmission line when one or more of these installations mounted in series on this line are not used.
The installation itself can be divided into two operational units: the first having the purpose of taking energy from the transmission line L and converting it into alternating voltage, the second comprising elements for generating reactive power necessary for the proper functioning of the installation.
The converters C1 and C2, connected in series, have the function of taking a fraction or all of the energy transported by the high-voltage direct line and transforming it into active power. These converters are in fact conventional conversion bridges, of the Graetz type, which operate as inverters and which consist of either thyristors or mercury-arc lamps. An arrangement of these C1 and C2 conversion bridges is described, for example, in the publication Control Systems for H.V.D.C. Transmission by J.P. Bowles,
CEA, March 1971. The three-phase voltages A, B, C produced at the output of each of these bridges supply the star windings Bl and triangle B2 respectively of a coupling circuit T, comprising a transformer, including the secondary winding B4, star or triangle, provides useful power.
In addition to the active power supplied to the load connected to the output of the installation, reactive power must also be supplied, which is generated by a generator G whose three-phase output voltages A ', B', C 'supply the windings B3 mounted either in a star or in a triangle, of the complage circuit T. The generator G is mechanically driven by a DC motor M, of the conventional traction type; this motor M is mounted in series on the transport line L. In steady state, the motor M operates at constant speed and this speed is very precisely adjusted using an exciter E connected to a control circuit of speed Cv. The cam coils L3, L4 and L5 ensure the constant speed of the motor M, regardless of
the intensity of the direct current flowing in the trans line
Harbor.
In addition, it is planned to regulate the output voltages of the generator G using an automatic voltage regulator AVR to keep these voltages constant, which results on the part of the generator, by generation of a almost zero active power.
In addition to providing the reactive power required by the output load and the conversion bridges C1 and C2, the generator G is used to control the ignition angle of the switching elements constituting each of these conversion bridges, this in order to precisely control the degree of power draw from the transmission line L as a function of that required by the output load. This control is carried out using a control comparator circuit Cp, described below, the inputs X, Y and Z of which are connected, on the one hand, to the current and voltage sensors Ll and L2, respectively , providing a measure of the active power output of the generator, and, on the other hand, to a sensor S which provides a measure of the speed of rotation of the generator.
By this means, any increase or decrease in demand for active power by the load results in a proportional variation in the angle of ignition of the conversion bridges C1 and'Cz by the comparator circuit Cp. This comparator circuit Cp is shown in FIG. 2 and will be described later.
It is important to note here that the installation works perfectly adequately, even if only one conversion bridge, either C1 or C2, is used. This embodiment recommends the use of two conversion bridges for the sole purpose of significantly reducing the harmonics generated by them, the outputs of the bridges being mounted in a triangle and in a star on the T coupling circuit. anyway, a filter
F is provided at the output of generator G to eliminate the harmonics generated by the converters used.
Regarding generator G, it should be noted that this generator is only used to supply the reactive volt-amps required by the output load and the converters, and not active power. If, for example, more active power was required, as a result of increased demand from the output load, an adjustment of the ignition angle of the converters would be immediately made by the comparator circuit Cp through the sensors L1, L2 and S, so that the converters alone provide the required active power, thereby reducing the active output power of generator G to zero.
It should be noted that all the elements constituting the installation are under a voltage which is proportional to the power drawn from the direct current transmission line. Only the secondary winding B4 of the coupling circuit T is earthed, and an insulating screen I is used to protect the output winding B4 from impulse disturbances arriving from the direct current line.
The abstraction installation described above would make it possible to take an energy of approximately 7 MW from a direct high-voltage energy transmission line of the order of 500 kV where a current of approximately 500 A flows. In this case, the potential drop across the C1 and C2 converters is around 14 kV, or 7 kV for each of the conversion bridges. This means that this equipment operates at a relatively low voltage, requiring only the use of six thyristors in series per converter. The reactive power generated by the generator G is of the order of 3 to 4 MVAR when the latter has a winding operating at 4 kV, or approximately half of the voltage drawn by each of the converters.
On the other hand, the DC traction motor M has, under normal conditions, a power of the order of 10% of that of the installation, for good acceleration conditions, which represents a power of approximately 0.4 MW at 500 A, i.e. a potential drop of approximately 900 V through the motor.
Under these conditions, the output power of the installation amounts to approximately 7 MW.
To put the sampling installation into service, simply close the DB and Dc circuit breakers first, then open the DA circuit breaker which short-circuits the installation. The current from the transmission line then flows through the sampling station which, at the start, appears to be a short circuit. The motor M accelerates to its speed of speed (frequency of the penetrator = 50 to 60 Hz) and is maintained at this speed by the exciter E provided with the speed control circuit Cv. When the engine
M and the generator G which it drives have reached their synchronous speed, the circuit breakers DD and DE open automatically. The active power measurement circuit connected to the output of generator G reduces it to zero by an appropriate adjustment of the ignition angle of the conversion bridges.
With the DD and DE circuit breakers open, the direct current from the line passes through the converters C1 and C2, which then supply all the active power required by the operating load, while the generator supplies the reactive power required by the bridges and this load. As mentioned above, the installation responds automatically to variations in the load of the local consumption center.
Fig. 2 schematically represents an embodiment of the control comparator circuit Cp of FIG. 1, for the command and control of the ignition angle of the converters used in each of the conversion bridges C1 and C2.
In this circuit, the X and Y values supplied by the sensors L1 and
L2 supply a power measurement circuit 7, such as a wattmeter, which provides at its output a measurement of the active power delivered by the generator. The value of this power is integrated through the integrator 8 which includes a number n of outputs, this number corresponding to the number of conversion elements used for all the conversion bridges C1 and C2. In the case where each of the conversion bridges uses six elements, the integrator 8 will have twelve outputs, ie a set of six outputs for each of the bridges.
The signals appearing on the six outputs of the assembly are then phase-shifted between them by an angle of 30 ". On the other hand, a tachometer 10 measures the speed of rotation Z of the shaft mechanically connecting the motor M to the generator G, and the result of this measurement supplies a sawtooth generator 11 which has an output number equal to those of the integrator 8 and the signals of which are also phase-shifted by 30 ". The outputs of the integrator 8 and of the generator 11 are then compared, in a corresponding manner, using the comparator 9 which emits, as the case may be, on each of its n outputs, a pulse representative of a difference between the value of the signal emitted by the generator 1 1 and by the integrator 8, for a given output.
This pulse emanating from the comparator 9 serves to correct the angle of ignition of a particular element constituting the conversion bridges C1 and C2, in order to vary according to the request of the load the conversion rate of DC energy into AC energy . Thanks to the circuit of fig. 2, the ignition angle of each conversion element is automatically adjusted as a function of the active power demand of the output load of the device.
It should be noted that the embodiment described above only includes components already existing on the market, therefore of known characteristics, which has the effect of reducing the manufacturing and assembly cost accordingly. In addition, thanks to the protective screen I, the insulation between the output B4 of the transformer T and the other windings is significantly improved, which has the result of minimizing the effects caused by disturbances, such as faults of switching, or lightning striking the transmission line, on the outlet of the installation.
It should also be noted that all the reactive power of the installation is supplied by a synchronous assembly, the motor
M and the generator G, entirely supplied by the main network and integrated into the installation, so that no auxiliary or external supply of energy is necessary to ensure its proper functioning.
Modifications can be made to the embodiment indicated above without departing from the scope of the present invention, such as for example the addition of fans for the evacuation of the heat generated by the engine-generator unit and the bridges. conversion.