EP2810291B1 - Appareil pour commuter de courants continus - Google Patents

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EP2810291B1 EP12711812.3A EP12711812A EP2810291B1 EP 2810291 B1 EP2810291 B1 EP 2810291B1 EP 12711812 A EP12711812 A EP 12711812A EP 2810291 B1 EP2810291 B1 EP 2810291B1
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Hans-Joachim Knaak
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Siemens AG
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Siemens AG
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Claims (15)

  1. Système (1) pour faire passer des courants continus dans un pôle d'un réseau de tension continue, comprenant
    - deux bornes (21, 22), entre lesquelles s'étend un trajet (2) de courant de service, ayant un interrupteur (4) mécanique,
    - qui peut être shunté par une branche (3) de dérivation,
    - dans lequel il y a des moyens (6) de commutation pour commuter le courant du trajet (2) de courant de service à la branche (3) de dérivation,
    - dans lequel les moyens (6) de commutation sont montés dans la branche (3) de dérivation et sont conçus pour produire un courant circulaire, qui passe dans le tronçon shunté du trajet (2) de courant de service et dans la branche (3) de dérivation et qui est de sens contraire au courant continu à faire passer, caractérisé en ce que, dans la branche (3) de dérivation, est montée, pour limiter ou pour supprimer complètement le courant continu, une unité (5) de disjonction, qui a un circuit série de sous-modules (10) bipolaires, ayant au moins un interrupteur (11) à semi-conducteur de puissance, pouvant être fermé et ouvert, et en ce que les moyens (6) de commutation constituent un circuit série de sous-modules (10) bipolaires, chaque sous-module (10) des moyens de commutation disposant d'un accumulateur (14) d'énergie et d'un circuit à semi-conducteur de puissance monté en parallèle à l'accumulateur (14) d'énergie.
  2. Système (1) suivant la revendication 1,
    caractérisé en ce que
    les sous-modules (10) de l'unité de disjonction ont, au moins en partie, chacun un interrupteur (11) à semi-conducteur de puissance, pouvant être fermé et ouvert, et une diode (12) de roue libre montée en parallèle tête-bêche à celui-ci.
  3. Système (1) suivant la revendication 1 ou 2,
    caractérisé en ce que
    les sous-modules (10) de l'unité (5) de disjonction constituent deux groupes ayant chacun des sens passants orientés pareillement de leur interrupteur (11) à semi-conducteur de puissance, les interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance de l'un des groupes étant orientés de manière contraire aux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance de l'autre groupe.
  4. Système (1) suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que
    les sous-modules (10) de l'unité (5) de disjonction ont, au moins en partie, chacun un accumulateur (14) d'énergie et, monté en parallèle à l'accumulateur (14) d'énergie, un circuit (15) série, composé de deux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ouverts et ayant des diodes (12) de roue libre, qui sont montées tête-bêche en parallèle à ceux-ci, dans lequel une borne (16) de sous-module est reliée à un point de potentiel entre les interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ouverts et l'autre borne (17) du sous-module à un pôle de l'accumulateur (14) d'énergie.
  5. Système (1) suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que
    les sous-modules (10) de l'unité (5) de disjonction ont, au moins en partie, un accumulateur (14) d'énergie et deux circuits (15, 20) série, qui sont montés en parallèle à l'accumulateur (14) d'énergie et qui ont chacun deux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ouverts et ayant des diodes (12) de roue libre montées tête-bêche en parallèle, dans lequel une première borne (16) de sous-module est reliée au point de potentiel entre les deux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance du premier circuit (15) série et une deuxième borne (17) du sous-module est reliée au point de potentiel entre les deux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance du deuxième circuit (20) série.
  6. Système (1) suivant l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    l'unité (5) de disjonction comprend des varistances et/ou des parafoudres (13) en parallèle au au moins un sous-module (10).
  7. Système (1) suivant la revendication 6,
    caractérisé en ce que
    les varistances et/ou les parafoudres (13) sont montés en parallèle, au moins en partie, à un accumulateur (14) d'énergie.
  8. Système (1) suivant l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    les sous-modules (10) de l'unité (5) de disjonction sont constitués, au moins en partie, sous la forme d'un module de régleur de frein et ont un accumulateur (14) d'énergie auquel est monté en parallèle, un premier circuit (15) série composé d'un interrupteur (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être ouvert, ayant une diode de roue libre montée en parallèle tête-bêche et une diode, orientée dans le même sens que la diode de roue libre, et un deuxième circuit série composé d'un interrupteur à semi-conducteur de puissance pouvant être ouvert, ayant une diode de roue libre montée en parallèle tête-bêche, et une autre diode orientée dans le même sens que la diode de roue libre, la diode du deuxième circuit série shuntant une résistance ohmique, la première borne de sous-module étant reliée à un pôle de l'accumulateur d'énergie et la deuxième borne de sous-module étant reliée au point de potentiel entre l'interrupteur à semi-conducteur de puissance pouvant être ouvert et la diode du premier circuit série.
  9. Système (1) suivant l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    l'interruption à semi-conducteur de puissance constitue un circuit (15) série de deux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ayant chacun une diode (12) de roue libre montée en parallèle tête-bêche, une première borne (16) de sous-module étant reliée au point de potentiel entre les interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être ouverts et une autre borne (17) de sous-module étant reliée à un pôle de l'accumulateur (14) d'énergie.
  10. Système (1) suivant l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce que
    l'interruption à semi-conducteur de puissance forme deux circuits (15, 20) série de chacun deux interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ouverts, ayant chacun une diode (12) de roue libre montée en parallèle tête-bêche, le point de potentiel entre les interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ouverts du premier circuit (15) série étant relié à la première borne (16) de sous-module et le point de potentiel entre les interrupteurs (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermés et ouverts du deuxième circuit (20) série étant relié à la deuxième borne (17) de sous-module.
  11. Système (1) suivant l'une des revendications précédentes,
    caractérisé par
    une branche (7) de charge, reliée à un potentiel de terre ou à un pôle antagoniste, polarisée de manière contraire au pôle.
  12. Système (1) suivant l'une des revendications précédentes,
    caractérisé en ce qu'
    une résistance (9) ohmique est montée dans la branche (7) de charge.
  13. Procédé pour faire passer des courants continus dans un pôle d'un réseau à tension continue, comprenant deux bornes (21, 22), entre lesquelles s'étend un trajet (2) de courant de service ayant un interrupteur (4) mécanique, qui peut être shunté par une branche (3) de dérivation, dans lequel, dans la branche (3) de dérivation, est montée, pour limiter ou pour supprimer complètement le courant continu, une unité (5) de disjonction, qui a un circuit série de sous-modules (10) bipolaires ayant au moins un interrupteur (11) à semi-conducteur de puissance pouvant être fermé et ouvert, dans lequel des moyens (6) de commutation, montés dans la branche (3) de dérivation, sont conçus pour produire un courant circulaire passant par le tronçon shunté du trajet (2) de courant de service et par la branche (3) de dérivation, les moyens (3) de commutation formant un circuit série de sous-modules (10) bipolaires, et dans lequel chaque sous-module (10) des moyens de commutation dispose d'un accumulateur (14) d'énergie et d'une interruption à semi-conducteur de puissance suivant un circuit en parallèle à l'accumulateur (14) d'énergie, dans lequel
    - un capteur de courant détecte le flux de courant dans le trajet de courant de service, en obtenant des valeurs de mesure du courant,
    - une unité de commande, reliée au capteur de courant, contrôle la présence d'un critère d'intervention sur les valeurs de mesure du courant et
    - en présence d'un critère d'intervention, commande les moyens (6) de commutation, de manière à produire un courant circulaire si intense que le flux de courant est limité à un courant maximum par l'interrupteur (4) mécanique,
    - on ouvre ensuite l'interrupteur (4) mécanique et
    - au moyen de l'unité (5) de disjonction, on limite ou on interrompt complètement le courant dans la branche (3) de dérivation.
  14. Procédé suivant la revendication 13,
    caractérisé en ce que
    on limite le flux de courant à un courant maximum d'environ zéro et on ouvre ensuite l'interrupteur (4) mécanique.
  15. Procédé suivant la revendication 13 ou 14,
    caractérisé en ce que
    l'on ouvre l'interrupteur (4) mécanique et on limite le courant passant dans la branche (3) de dérivation, pendant une durée donnée à l'avance, à un courant de défaut maximum fixé au préalable.
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