FR2572598A1 - METHOD AND INSTALLATION FOR POWERING AN ELECTRIC CABLE WITH A CONTINUOUS VOLTAGE WHICH IS SUPERPOSED TO AN ALTERNATIVE VOLTAGE - Google Patents
METHOD AND INSTALLATION FOR POWERING AN ELECTRIC CABLE WITH A CONTINUOUS VOLTAGE WHICH IS SUPERPOSED TO AN ALTERNATIVE VOLTAGE Download PDFInfo
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Abstract
L'INVENTION SE RAPPORTE AU TRANSPORT DE L'ENERGIE ELECTRIQUE. LA TENSION ALTERNATIVE EST ENGENDREE DANS L'UNE DES STATIONS TERMINALES 4 ET COMPENSEE A L'AUTRE STATION TERMINALE 5 DE MANIERE A RENDRE NULLE LA SOMME DES FORCES ELECTROMOTRICES ALTERNATIVES DANS LA MAILLE QUI COMPREND LE CABLE 1. LA SOURCE DE TENSION ALTERNATIVE ET LE DISPOSITIF COMPENSATEUR SONT REALISES EN AGISSANT SUR LES IMPULSIONS DE COMMANDE DES CIRCUITS DE CONVERSION ACDC ET DCAC, OU ILS SONT CONSTITUES PAR DES GENERATEURS DE TENSION. PRINCIPALES APPLICATIONS: CABLES SOUS-MARINS.THE INVENTION RELATES TO THE TRANSPORT OF ELECTRIC ENERGY. THE ALTERNATIVE VOLTAGE IS GENERATED IN ONE OF THE TERMINAL STATIONS 4 AND COMPENSATED AT THE OTHER TERMINAL STATION 5 SO AS TO MAKE NULL THE SUM OF THE ALTERNATIVE ELECTROMOTOR FORCES IN THE MESH WHICH INCLUDES THE CABLE 1. THE ALTERNATIVE VOLTAGE SOURCE AND THE DEVICE. COMPENSATOR ARE ACHIEVED BY ACTING ON THE CONTROL PULSES OF THE ACDC AND DCAC CONVERSION CIRCUITS, OR THEY ARE CONSTITUTED BY VOLTAGE GENERATORS. MAIN APPLICATIONS: UNDERWATER CABLES.
Description
La présente invention concerne un procédé et une installation pourThe present invention relates to a method and an installation for
alimenter un câble électrique avec power an electrical cable with
une tension continue à laquelle est superposée une ten- a DC voltage which is superimposed on a voltage
sion alternative d'une valeur inférieure à cette tension continue et d'une fréquence basse. Plus précisément, le procédé et l'installation alternating voltage of a value lower than this DC voltage and a low frequency. Specifically, the process and the installation
qui constituent l'objet de la présente invention permet- which constitute the object of the present invention
tent d'alimenter de façon continue un câble électrique connecté entre deux stations terminales avec une tension continue qui peut être de l'ordre de quelques centaines attempt to continuously supply an electrical cable connected between two terminal stations with a DC voltage which may be of the order of a few hundred
de kV, à laquelle est superposée une composante de ten- kV, which is superimposed on a voltage component
sion alternative possédant une valeur de pic à pic com- alternative having a peak-to-peak value
prise entre 0,5 % et 10 % de la valeur de la tension con- between 0.5% and 10% of the value of the
tinue et une fréquence inférieure à 50 Hz, et de préfé- and a frequency below 50 Hz, and preferably
rence, comprise entre 1 et 20 Hz.between 1 and 20 Hz.
Dans la présente description, on entend d'une In the present description, it is understood that
façon générale par l'expression "station terminale" une station de tête du câble dans laquelle il s'effectue la generally speaking, by the term "terminal station" a head station of the cable in which it is carried out
conversion d'une tension continue en une tension alterna- converting a DC voltage into an alternating voltage
tive ou inversement. Cette station peut donc être une or vice versa. This station can therefore be a
station intermédiaire d'un réseau de distribution com- intermediate station of a shared distribution network
plexe, un point de ramification, le point de transition entre un câble enterré ou immergé et une ligne aérienne, etc.. plex, a point of branching, the point of transition between a buried or submerged cable and an overhead line, etc.
- La tension continue peut être la tension conti- - The DC voltage may be the continuous voltage
nue de service prévue pour le câble ou encore elle possè- bare of service provided for the cable or it possesses
de une valeur supérieure ou inférieure mais, de toute fa- of a higher or lower value but in any case
çon, cette tension est supérieure d'au moins un ordre de grandeur à la tension alternative. En outre, on entend par l'expression "de façon continue", une alimentation qui est maintenue pendant un intervalle de temps qui se This voltage is at least an order of magnitude higher than the AC voltage. In addition, the term "continuously" means a food which is maintained for a period of time
mesure au moins en heures.measure at least in hours.
Les installations actuelles de transmission de l'énergie électrique en courant continu qui utilisent Current DC power transmission facilities that utilize
des câbles à haute tension (HVDC) comprennent globale- High Voltage (HVDC) cables include global-
ment, deux ou plus de deux stations de conversion (re- two or more conversion stations (
dresseurs et onduleurs) qui permettent de transmettre la trainers and inverters) that transmit the
puissance du réseau à courant alternatif au réseau à cou- power of the AC network to the mains network
rant continu et inversement, et au moins une ligne de transmission à courant continu qui peut être aérienne continuous and vice versa, and at least one DC transmission line which may be aerial
et/ou en câble.and / or cable.
Les convertisseurs font usage de valves, de pré- férence à thyristors, dont la conduction est régie par des appareils de commande qui assurent les fonctions de régulation et de production/distribution des impulsions The converters make use of valves, preferably thyristors, whose conduction is controlled by control devices which provide the functions of regulation and generation / distribution of pulses.
de commande aux valves et opèrent de manière que le ré- control valves and operate in such a way that the
seau fonctionne aux valeurs d'intensité et de tension dé- bucket operates at the values of intensity and voltage de-
sirées.sirées.
En particulier, l'utilisation de la transmis- In particular, the use of
sion en courant continu à haute tension par câble a trou- high voltage direct current cable
vé jusqu'à présent application dans les traversées mari- Until now, it has been used in sea crossings
times d'une longueur supérieure à quelques kilomètres, puisque la technique traditionnelle de transmission en courant alternatif pose de notables problèmes techniques times of a length greater than a few kilometers, since the traditional AC transmission technique poses significant technical problems
qui sont dus à la grande valeur de la capacité des câ- which are due to the great value of the capac-
bles par rapport à la terre elle-même. in relation to the earth itself.
Dans de telles installations, spécialement si elles sont d'une longueur supérieure à quelques dizaines de kilomètres, le coût des câbles peut devenir le poste In such installations, especially if they are longer than a few tens of kilometers, the cost of the cables can become the post
de très loin le plus important de l'économie de l'ensem- by far the most important of the economy of the world.
ble du projet.project.
Le coût de ces câbles est fonction de l'intensi- The cost of these cables depends on the intensity
té et de la tension nominales ainsi que de la profondeur Nominal tension and tension as well as depth
de la mer à traverser et, plus généralement, des condi- the sea to cross and, more generally, conditions
tions de pose.laying procedures.
Le type de câble qui satisfait le mieux sous l'aspect technico-économique aux exigences d'utilisation comprend un isolement composé de papier imprégné d'huile et la tension nominale maximum utilisée à ce jour est The type of cable that best meets the technical and economic requirements of use includes an insulation composed of paper impregnated with oil and the maximum rated voltage used to date is
d'environ + 300 kV CC.about + 300 kV DC.
Dans le fonctionnement des installations de transmission en courant continu, dans les conditions de régime permanent, la tension qui est appliquée au câble se présente sous une forme sensiblement continue, sauf une ondulation très faible ("ripple") dont la valeur de In the operation of DC transmission installations, under steady-state conditions, the voltage applied to the cable is in a substantially continuous form, except for a very low ripple ("ripple") whose
pic à pic est de l'ordre de quelques points pour mille. peak to peak is of the order of a few points per thousand.
On a observé que, si l'on superpose à la ten- It has been observed that, if one superimposes
sion continue appliquée au câble de façon continue et sur toute la longueur du câble, une tension alternative possédant une amplitude comprise entre 0,5 et 10 % de la valeur de la tension continue et une fréquence comprise continuous voltage applied to the cable continuously and over the entire length of the cable, an alternating voltage having an amplitude of between 0.5 and 10% of the value of the DC voltage and a frequency
entre 1Hz et quelques dizaines de Hz, les caractéristi- between 1 Hz and a few tens of Hz, the characteristics
ques de transmission du câble sont nettement améliorées. cable transmission are significantly improved.
La tension continue peut être la tension nominale de ser- The DC voltage may be the nominal voltage of
vice ou posséder une valeur différente de celle-ci mais vice or possess a different value than this one but
du même ordre de grandeur. En outre, ce type d'alimenta- of the same order of magnitude. In addition, this type of food
tion peut être utilisé de façon permanente pendant le service du câble, ou de façon irrégulière (mais de façon continue pendant au moins un certain nombre d'heures ou de jours) ou, finalement, le câble peut être soumis à un may be used permanently during the service of the cable, or in an irregular manner (but continuously for at least a certain number of hours or days) or, finally, the cable may be subjected to
traitement de ce genre avant sa mise en oeuvre. En parti- treatment of this kind before its implementation. In part-
culier, on obtient une amélioration des caractéristiques de rigidité diélectrique du câble qui permet d'utiliser In this way, an improvement in the dielectric strength characteristics of the cable is obtained.
un câble dans des conditions de fiabilité même aux va- a cable under conditions of reliability even
leurs de tension et/ou d'intensité supérieures à celles their voltage and / or intensity greater than those
qui sont prévues dans les conditions normales de servi- which are provided under normal conditions of service
ce.this.
Ceci a pour effet qu'un câble réalisé de la fa- This has the effect that a cable made from the
çon traditionnelle (c'est-à-dire sans frais de recher- traditional way (ie without any research
ches supplémentaires) pour la tension maximum utilisable avec une structure de câble donnée, peut être utilisé additional values) for the maximum voltage usable with a given cable structure, may be used
pour le transport d'énergie électrique à un niveau supé- for the transport of electrical energy to a higher
rieur. En variante, on peut utiliser un câble sous-dimen- laughing. Alternatively, an undersize cable can be used.
sionné pour transmettre une puissance à des tensions don- to transmit power to voltages
nées qui, autrement, requèreraient l'utilisation d'un câ- which would otherwise require the use of a cable
ble possédant des prestations et un coat supérieurs. with superior benefits and cost.
Pour la simplicité de l'exposé, l'invention se- For the simplicity of the exposition, the invention is
ra décrite ci-après à propos de certains cas spécifiques mais elle est applicable d'une façon générale à tous les described below in relation to certain specific cases, but it is applicable generally to all
câbles pour haute tension en courant continu qui possè- dc high voltage cables which have
dent un isolement non assisté par une pression ni de unassisted isolation by pressure or
gaz, ni de liquide.gas, or liquid.
Selon l'invention, une tension alternative pos- According to the invention, an alternating voltage pos-
sédant les caractéristiques indiquées plus haut est ap- sedenting the characteristics indicated above is
pliquée au câble en superposition à la tension continue de service à une station terminale par au moins une sour- ce possédant les caractéristiques appropriées tandis connected to the continuous service voltage at a terminal station by at least one source having the appropriate characteristics while
qu'à l'autre extrémité, il est prévu un dispositif com- at the other end there is provision for a
pensateur (actif ou passif) capable de produire une ten- thinker (active or passive) capable of producing a
sion de même amplitude, mais de sens inverse,que celle the same amplitude, but in the opposite direction, than that
de la source, de manière à rendre nulle la somme des for- of the source, so as to nullify the sum of the
ces électromotrices alternatives dans la maille qui com- these alternative electromotive devices in the mesh which
prend le câble.et les deux stations terminales. Il res- take the cable.and the two terminal stations. It is
sort de ce qui a été exposé ci-dessus que la tension con- out of what has been stated above that the tension
tinue peut également ne- pas être la tension effective à laquelle le câble sera soumis en service et que Ies points d'application de la tension alternative peuvent tinue may also not be the actual voltage to which the cable will be subjected in service and that the points of application of the alternating voltage may
se réduire aux simples extrémités du câble. reduce to the simple ends of the cable.
L'invention a pour objet un procédé pour alimen- The subject of the invention is a process for feeding
ter de façon continue un câble électrique connecté entre continuously connect an electrical cable connected between
deux stations terminales avec une tension continue à la- two terminal stations with a continuous voltage at
quelle est superposée une tension alternative de basse fréquence qui possède une valeur de pic à pic inférieure à la valeur de la tension continue, caractérisé en ce qu'on engendre une telle tension alternative à l'une des stations terminales, en la compensant, à l'autre station superimposed on a low-frequency alternating voltage which has a peak-to-peak value less than the value of the DC voltage, characterized in that such an alternating voltage is generated at one of the terminal stations, by compensating for it, at the other station
terminale, par une tension alternative identique, de ma- terminal, by an identical alternating voltage,
nière à rendre minime le courant circulant dans le câble to minimize the current flowing through the cable
qui est dû à la composante de tension alternative. which is due to the AC voltage component.
On entend par le terme "minime" une valeur de The term "minimal" means a value of
courant alternatif calculée pour -ne pas gêner le fonc- alternating current calculated in order not to interfere with
tionnement régulier des appareils de commande mentionnés plus haut. Plus précisément et pour les installations regular operation of the control devices mentioned above. More precisely and for the installations
connues actuellement, ce courant est considéré comme mi- currently known, this current is considered half
nime lorsqu'il est inférieur à 5 % de l'intensité conti- when it is less than 5% of the
nue circulant dans le câble.naked flowing in the cable.
L'invention consiste en outre en une installa- The invention furthermore consists of an installation
tion pour alimenter de façon continue un câble électri- to continuously power an electrical cable.
que connnecté entre deux stations terminales, avec une tension continue à laquelle est superposée une tension alternative de basse fréquence et d'une valeur de pic à connnected between two terminal stations, with a DC voltage on which is superimposed a low frequency AC voltage and a peak value at
pic inférieure à la valeur de la tension continue, con- peak less than the value of the DC voltage,
formément au procédé exposé ci-dessus et caractérisée en formally to the process described above and characterized in
ce qu'elle comprend au moins une source de tension alter- it includes at least one alternate voltage source
native, à l'une des stations et, à l'autre station, au moins un dispositif compensateur aux bornes duquel on at one of the stations and at the other station at least one compensating device
trouve une tension égale à ladite tension alternative. find a voltage equal to said AC voltage.
Selon une forme préférée de réalisation de l'in- According to a preferred embodiment of the invention,
vention, la source et le dispositif compensateur sont the source and the compensating device are
réalisés en modulant dans le temps et de façon coordon- made by modulating over time and in a coordinated way
née la distribution des impulsions de commande des val- the distribution of the control pulses of the
ves dans les stations de conversion. in the conversion stations.
Les figures du dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple non limitatif, feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ce dessin, The figures of the appended drawing, given solely by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented. On this drawing,
la figure 1 est un schéma qui illustre la dispo- Figure 1 is a diagram illustrating the arrangement
sition générale d'une station de conversion connue; general assembly of a known conversion station;
la figure 2 illustre schématiquement l'inven- Figure 2 schematically illustrates the invention
tion pour le cas d'une installation de transmission uni- in the case of a single transmission installation
polaire; la figure 3 représente une station terminale d'une façon plus détaillée; la figure 4 illustre schématiquement une forme polar; Fig. 3 shows a terminal station in more detail; Figure 4 schematically illustrates a shape
de réalisation de l'invention relative à une installa- of the invention relating to an installation
tion de transmission bipolaire; etbipolar transmission; and
la figure 9 illustre une variante de réalisa- FIG. 9 illustrates a variant of embodiment
tion de l'invention, également pour une installation bi- invention, also for a two-way installation
polaire.polar.
La figure 1 montre d'une façon détaillée la dis- Figure 1 shows in a detailed manner the dis-
position générale d'une station de conversion AC/DC (al- general position of an AC / DC converter station (
ternatif/continu) dans laquelle la tension alternative provenant d'un réseau électrique 10 (triphasé dans le cas représenté) est convertie en une tension continue et ternative / continuous) in which the AC voltage from an electrical network 10 (three-phase in the case shown) is converted into a DC voltage and
transmise le long du câble 1.transmitted along the cable 1.
La ligne triphasée 10 comprend des filtres 12 et elle est connectée aux enroulements primaires d'un ou plusieurs transformateur(s), dont l'un est représenté The three-phase line 10 comprises filters 12 and is connected to the primary windings of one or more transformers, one of which is represented
sur la figure par la référence 13. Les enroulements se- in the figure by the reference 13. The windings se-
condaires sont connectés à des circuits redresseurs en ponts dont l'un est représenté sur la figure par la réfé- rence 23, et qui comprennent des valves à thyristors 32 dont la conduction est commandée par des électrodes 33 qui reçoivent les impulsions d'allumage et d'extinction en provenance d'un appareil de commande 18, qui comprend Conductors are connected to bridge rectifier circuits, one of which is shown in FIG. 23, and which includes thyristor valves 32 whose conduction is controlled by electrodes 33 which receive the ignition pulses. from a control apparatus 18, which comprises
l'unité de commande 20 et l'unité de protection 19. L'ap- the control unit 20 and the protection unit 19. The
pareil de commande reçoit des signaux 15 de tension et d'intensité provenant de la ligne à tension alternative This control unit receives voltage and current signals from the AC voltage line.
et de la ligne à tension continue et il produit les im- and the continuous voltage line and it produces the
pulsions 16 envoyées aux électrodes de commande des ponts. Ces derniers sont connectés en série entre eux (comme indiqué par la ligne en traits interrompus) et avec le câble 1. Sur la figure, on a en outre représenté une inductance de nivellement 2 et l'un des circuits amortisseurs 7 disposés en parallèle avec les différents thyristors. Les autres ponts connectés en série sont schématisés par une ligne interrompue qui se termine à la ligne d'électrode A. pulses 16 sent to the bridge control electrodes. The latter are connected in series with each other (as indicated by the dashed line) and with the cable 1. In the figure, there is furthermore shown a leveling inductor 2 and one of the damping circuits 7 arranged in parallel with the different thyristors. The other bridges connected in series are schematized by a broken line which ends at the electrode line A.
A l'autre extrémité du câble, se trouve une sta- At the other end of the cable, there is a
tion de conversion DC/AC dans laquelle la tension conti- conversion ratio DC / AC in which the voltage
nue est convertie en une tension alternative et transmi- is converted into an alternating and trans-
se à des stations de distribution et/ou d'autres sta- to distribution stations and / or other
tions de conversion pour la transmission à d'autres loca- conversion requirements for transmission to other
lités.bedded.
Outre qu'elle produit et distribue les impul- In addition to producing and distributing
sions de commande des valves, l'unité de commande assure the control units of the valves, the control unit
également la régulation d'une installation afin que cel- also the regulation of an installation so that
le-ci fonctionne à des valeurs d'intensité et de tension désirées, en élaborant les signaux de rétro-action 15 liés aux paramètres des réseaux et en modifiant en même the latter operates at desired intensity and voltage values, by elaborating the feedback signals related to the parameters of the networks and modifying at the same time
temps la temporisation.time delay.
La station de conversion DC/AC est sensiblement The DC / AC conversion station is substantially
analogue, avec un fonctionnement inverse, qui reconsti- analogous, with reverse operation, which
tue la tension alternative grâce aux circuits en ponts Kills AC voltage thanks to bridge circuits
connectés en onduleurs. D'autres détails de ces appa- connected in inverters. Other details of these
reils se trouvent dans la littérature et, en particu- are found in the literature and, in particular,
lier, on se reportera au texte "Direct Current Transmis- link, reference is made to the text "Direct Current Transmis-
sion", Vol. I, de Edward W. Kimbark, Wiley-Interscience, Edward W. Kimbark, Wiley-Interscience, Vol.
New-York 1971.New York 1971.
Sur les figures suivantes, et pour la simplici- In the following figures, and for the simplicity
té du dessin, on a utilisé des schématisations d'usage of the drawing, use schematizations
courant qui peuvent facilement être rapportées à la dis- current which can easily be reported to
position illustrée sur la figure 1, et on a utilisé les mêmes références numériques pour indiquer les éléments position illustrated in Figure 1, and the same reference numerals have been used to indicate the elements
identiques ou correspondants.identical or corresponding.
La figure 2 représente schématiquement l'inven- Figure 2 schematically represents the invention
tion pour le cas d'une installation de transmission uni- in the case of a single transmission installation
polaire, c'est-à-dire dans laquelle le retour est consti- polar, that is to say, in which the return is
tué par la mer ou éventuellement par la terre. killed by the sea or possibly by the land.
Un câble électrique 1 est connecté entre deux stations terminales 4 et 5, qui sont respectivement des An electric cable 1 is connected between two terminal stations 4 and 5, which are respectively
stations de conversion AC/DC et DC/AC, à travers des in- AC / DC and DC / AC conversion stations, through
ductances de nivellement 2 aux extrémités. Selon l'inven- leveling duct 2 at the ends. According to the invention
tion, dans l'une de ces stations, on injecte une tension In one of these stations, a voltage is injected
alternative possédant des valeurs d'amplitude et de fré- alternative with amplitude and frequency values
quence comprises entre les limites qui ont été indiquées plus haut et qui se superpose à la tension continue de the limits which have been indicated above and which is superimposed on the DC voltage of
service qui alimente le câble.service that powers the cable.
La production de cette tension alternative est assurée par une source schématisée par El sur la figure 2. Ainsi que ceci sera décrit plus clairement dans la suite, il n'est pas nécessaire que la source El soit un composant actif physiquement distinct contenu dans la The production of this alternating voltage is provided by a source schematized by E1 in FIG. 2. As will be more clearly described hereinafter, it is not necessary for the source E1 to be a physically distinct active component contained in FIG.
station terminale.terminal station.
Dans l'autre station terminale, il est prévu un dispositif compensateur schématisé sous la forme d'une source E2, qui est en mesure de présenter à ses bornes In the other terminal station, there is provided a compensating device schematized in the form of a source E2, which is able to present at its terminals
une tension égale à ladite tension alternative et en pha- a voltage equal to the said alternating voltage and in phase
se avec celle-ci. Les flèches respectivement associées- with this one. Arrows respectively associated-
aux deux sources indiquent les sens des tensions qui sont opposées pour la circulation du courant. Dans ce cas également, la source E2 n'est pas nécessairement un composant distinct et/ou de type actif mais elle peut être réalisée en modifiant le fonctionnement de circuits existants, ou être réalisée à l'aide de composants pas- the two sources indicate the directions of the tensions which are opposite for the flow of the current. In this case also, the source E2 is not necessarily a separate component and / or of active type but it can be achieved by modifying the operation of existing circuits, or can be achieved using
sifs ajoutés à l'installation.added to the installation.
Avec les caractéristiques exposées ci-dessus, on observe que, dans la maille formée par le câble, les With the features described above, it is observed that, in the mesh formed by the cable, the
deux stations terminales et le retour (à travers la ter- two terminal stations and the return (through
re, la mer ou un autre conducteur spécialement prévu), re, the sea or another specially designed driver),
il ne se produit sensiblement pas de circulation de cou- there is hardly any movement of cou-
rant due à la tension alternative superposée. En fait, la somme des forces électromotrices alternatives dans la rant due to the superimposed alternating voltage. In fact, the sum of the alternating electromotive forces in the
maille est nulle.mesh is zero.
En réalité, il apparaît dans le cible une compo- In reality, there appears in the target a
sante relativement modérée de courant alternatif, en rai- relatively moderate health of alternating current,
son de la capacité répartie du câble (vers la mer ou vers le conducteur de retour), de petites différences de the distributed capacity of the cable (towards the sea or towards the return conductor), small differences in
phases entre E1 et E2 et d'autres phénomènes mineurs. phases between E1 and E2 and other minor phenomena.
Toutefois, ce courant est d'une valeur négligea- However, this current is of negligible value.
ble comparativement aux valeurs du courant continu qui compared to the values of the direct current which
circule dans le cable et l'invention se propose juste- circulates in the cable and the invention proposes just-
ment de rendre minime le courant alternatif circulant minimizing the alternating current flowing
dans le cable.in the cable.
A titre indicatif, on considérera une installa- As an indication, an installation will be considered
tion de transmission à 100 kV en tension continue, dans laquelle circule un courant continu d'environ 1000 A et transmission voltage at 100 kV DC, in which circulates a DC current of about 1000 A and
auquel on superpose selon l'invention une tension alter- to which, according to the invention, an alternating voltage
native d'une valeur de 5,5 kV au moyen d'une source et d'un dispositif compensateur placés respectivement dans value of 5.5 kV by means of a source and a compensating device placed respectively in
les deux stations terminales. L'oscillation ou l'excur- the two terminal stations. Oscillation or excur-
sion du courant qui circule dans le cable est comprise current flow through the cable is included
entre + 20 A, c'est-à-dire qu'elle est suffisamment ré- between + 20 A, that is, sufficiently
duite pour que le dispositif de commande puisse fonction- to enable the control device to function
ner correctement. En général et avec les dispositifs de commande utilisés actuellement, la composante de courant alternatif superposée est considérée comme rendue minime correctly. In general and with the control devices currently used, the superimposed alternating current component is considered to be minimal
lorsqu'elle est limitée à une bande d'amplitude inférieu- when limited to a band of lower amplitude
re à 5 % de la composante de courant continu qui circule at 5% of the DC component flowing
dans le câble et, de préférence, inférieure à 4 %. in the cable and preferably less than 4%.
On obtient ainsi deux importants avantages. This gives two important advantages.
Le premier consiste en ce qu'il ne se produit pas une dissipation de puissance appréciable, et ce fait, outre qu'il n'altère pas les caractéristiques de transmission du câble, implique que, pour maintenir le The first is that not appreciable dissipation of power occurs, and this fact, besides that it does not alter the transmission characteristics of the cable, implies that, to maintain the
câble soumis à la tension alternative sur toute sa lon- cable subjected to AC voltage over its entire length
gueur, il n'est pas nécessaire de prévoir de grandes puissances. it is not necessary to plan for great powers.
Le second consiste en ce que ce courant n'in- The second is that this current does not
flue pas sur la régularité du fonctionnement de la com- not affect the regularity of the functioning of
mande de la station de conversion. Cette commande est ba- the conversion station. This command is
sée sur les valeurs d'intensité présentes dans le câble et elle n'est donc pas altérée de façon appréciable par the intensity values present in the cable and is therefore not appreciably altered by
la superposition du courant alternatif. the superposition of the alternating current.
Selon une forme préférée de réalisation de l'invention, la tension alternative est injectée dans According to a preferred embodiment of the invention, the alternating voltage is injected into
l'une des stations de conversion et superposée à la ten- one of the conversion stations and superimposed on the
sion continue de service, par intervention directe sur la commande, comme on l'a représenté sur la figure 3, continuous service, by direct intervention on the control, as shown in FIG. 3,
sur laquelle on a utilisé les mêmes références numéri- on which the same numerical references were used
ques que sur les figures précédentes pour indiquer les than in the preceding figures to indicate the
éléments correspondants.corresponding elements.
La station terminale représentée sur la figure The terminal station shown in the figure
3 comprend des ponts redresseurs 23, 24 qui sont connec- 3 comprises rectifier bridges 23, 24 which are connected
tés, d'un côté, au câble 1 à travers une réactance de ni- on one side, to the cable 1 through a reactance of
vellement 2 et, de l'autre côté, au réseau alternatif 2 and, on the other hand, to the alternative network
10, à travers des transformateurs 13, 14. Ce réseau com- 10, through transformers 13, 14. This network comprises
prend également des dispositifs de filtrage 12. La sta- also takes filtering devices.
tion peut être celle assurant la conversion AC/DC ou la may be the one providing the AC / DC conversion or the
conversion DC/AC, selon le type de fonctionnement. DC / AC conversion, depending on the type of operation.
Les électrodes de commande 33, 34 des valves Control electrodes 33, 34 of the valves
des ponts sont connectées aux sorties de l'unité de com- bridges are connected to the outputs of the communication unit
mande 20 qui engendre les impulsions d'allumage et d'ex- 20 which generates the ignition and ex-
tinction des valves. L'unité est déjà programmée pour ?2598 tinction of the valves. The unit is already programmed for? 2598
s'adapter aux situations de service prévisibles, surchar- adapt to foreseeable service situations, overload
ges, etc., grâce à un régulateur 21 qui reçoit des si- etc., thanks to a regulator 21 which receives
gnaux provenant de capteurs de l'installation (capteurs de tension, d'intensité, etc.) représentés par le bloc 22, dans le but de modifier les instants et les durées signals from plant sensors (voltage, current, etc. sensors) represented by block 22, for the purpose of changing times and times
des impulsions transmises aux valves. pulses transmitted to the valves.
Selon cette forme de réalisation de l'inven- According to this embodiment of the invention
tion, on applique à l'unité 20 de production et de dis- tion is applied to the unit of production and
tribution des impulsions un signal modulant d'une fré- tribution of pulses a signal modulating a frequency
quence comprise entre 1 et 50 Hz, de préférence entre 1 quence between 1 and 50 Hz, preferably between 1
et 20 Hz, et qui est propre à faire varier périodique- and 20 Hz, and which is adapted to vary periodically-
ment l'angle d'allumage des valves. Le signal modulant est engendré par un circuit modulateur 25 et appliqué à l'unité 20 à travers un noeud sommateur 55 La tension présente à la sortie des ponts comprend maintenant une the ignition angle of the valves. The modulating signal is generated by a modulator circuit 25 and applied to the unit 20 through a summing node 55. The voltage present at the output of the bridges now includes a
composante alternative d'une fréquence égale & la fré- alternative component of a frequency equal to the frequency
quence du signal modulant et d'une amplitude comprise quence of the modulating signal and an amplitude
entre 0,5 % et 10 % de la tension continue. between 0.5% and 10% of the DC voltage.
* La station représentée sur la figure 3 est de préférence la station de conversion DC/AC, du fait qu'ilThe station shown in FIG. 3 is preferably the DC / AC conversion station, because it
est plus facile de moduler l'angle d'allumage pour intro- It is easier to modulate the ignition angle to introduce
duire la composante alternative dans la station d'arri- the alternative component in the
vée et pour effectuer la compensation (en agissant sur l'angle d'allumage, ou en agissant selon d'autres modes qui seront décrits dans la suite) dans la station and to perform the compensation (by acting on the ignition angle, or by acting in other modes that will be described later) in the station
AC/DC.AC DC.
Selon une autre forme de réalisation, la source de tension alternative est un générateur de tension à basse fréquence proprement dit. La figure 4 illustre le According to another embodiment, the AC voltage source is a low frequency voltage generator itself. Figure 4 illustrates the
cas d'une installation de transmission bipolaire compre- case of a bipolar transmission installation which includes
nant des c&bles 41 et 51 connectés entre deux stations terminales 44 et 45 qui comprennent respectivement deux générateurs de tension alternative El et E2. La tension produite par lesdits générateurs de tension ou sources extérieures est maintenue identique en amplitude et en phase par la commande centrale grâce aux capteurs placés le long du réseau et à des signalisations de retour (transmises au moyen de conducteurs spécialement prévus, Cables 41 and 51 are connected between two end stations 44 and 45 which respectively comprise two alternating voltage generators E1 and E2. The voltage produced by said voltage generators or external sources is kept identical in amplitude and in phase by the central controller by means of the sensors placed along the network and at return signals (transmitted by means of specially designed conductors,
ou encore le long des câbles eux-mêmes). or along the cables themselves).
Egalement dans la réalisation de la figure 4, les générateurs de tension peuvent être -remplacés par une modulation dans le dispositif de conversion, comme Also in the embodiment of FIG. 4, the voltage generators can be replaced by a modulation in the conversion device, such as
celle qui est représentée sur la figure 3, puisqu'en pra- the one shown in Figure 3, since in practice
tique, l'origine de la tension alternative superposée tick, the origin of the superimposed alternating
est sans importance.is irrelevant.
L'interchangeabilité entre les moyens qui réali- Interchangeability between the means
sent matériellement la source ou le dispositif compensa- material source or compensating device
teur provient du fait que ces moyens comprennent des com- originates from the fact that these means include
posants actifs, c'est-à-dire en mesure de produire de l'énergie. Une variante de réalisation pour le dispositif active ingredients, that is, able to produce energy. An alternative embodiment for the device
compensateur qui n'est pas interchangeable est représen- compensator which is not interchangeable is
tée sur la figure 5 et comprend un circuit résonant pa- 5 and comprises a resonant circuit
rallèle formé par des inductances et capacités représen- of inductances and capaci-
tées schématiquement par les composants L et C, et qui est ajouté à l'une des stations terminales. La fréquence de résonance de ce circuit, qui constitue un réseau LC, est égale à celle de la tension alternative appliquée, de sorte qu'il présente une impédance très élevée pour cette tension, en atteignant ainsi le but qui consiste à produire une tension égale à celle qui est appliquée à schematically by the components L and C, and which is added to one of the terminal stations. The resonance frequency of this circuit, which constitutes an LC network, is equal to that of the applied AC voltage, so that it has a very high impedance for this voltage, thus achieving the goal of producing an equal voltage to that applied to
l'autre borne.the other terminal.
Dans ce cas également, la source El peut être In this case also, the source El can be
du type qui est obtenu en commandant la modulation angu- of the type obtained by controlling the modulation
laire des ponts, ou encore elle peut être un générateur bridge, or it can be a generator
proprement dit. Le circuit résonant peut être placé aus- well said. The resonant circuit can also be placed
si bien à la station de conversion AC/DC qu'à la station so much at the AC / DC conversion station as at the station
de conversion DC/AC, la source correspondante se trou- DC / AC conversion, the corresponding source is
vant dans l'autre station terminale. in the other terminal station.
Du fait de sa nature "passive", le circuit os- Because of its "passive" nature, the os-
cillant ne peut pas être utilisé comme source de tension can not be used as a source of tension
alternative mais uniquement comme dispositif compensa- alternative but only as a compensatory
teur.tor.
La tension alternative est de préférence du ty- The alternating voltage is preferably of the type
pe sinusoidal et d'une fréquence comprise entre 2 et 10 sinusoidal and with a frequency between 2 and 10
Hz, de manière à éviter les valeurs de fréquence typi- Hz, so as to avoid the typical frequency values
ques des transitoires électromécaniques (au-dessous de electromechanical transients (below
la limite inférieure) et de résonance sub-synchrone (au- the lower limit) and sub-synchronous resonance (
dessus de la limite supérieure). On peut également admet- tre un certain degré de déphasage entre la source et le dispositif compensateur pourvu que la valeur du courant alternatif circulant puisse de toute façon être limitée above the upper limit). A degree of phase difference between the source and the compensating device can also be assumed, provided that the value of the circulating alternating current can in any case be limited.
à une valeur inférieure à 5 % de celle du courant conti- at less than 5% of that of the conti-
nu circulant dans le câble.naked flowing in the cable.
Il va de soi que diverses modifications pour- It goes without saying that various modifications
ront être apportées par l'homme de l'art aux modes de réalisation qui viennent d'être décrits, notamment par substitution des moyens moyens techniques équivalents, The embodiments described above can be made by those skilled in the art, in particular by substituting equivalent technical means,
sans pour celà sortir du cadre de l'invention. without departing from the scope of the invention.
Claims (10)
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