FR2742599A1 - Appareil protecteur de convertisseur de puissance - Google Patents
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Abstract
L'appareil comprend un transformateur, dont l'enroulement primaire (71c) est connecté en série à un système de puissance (48c) et dont l'enroulement secondaire (72c) est connecté à un convertisseur de puissance, des moyens de dérivation de courant d'un type normalement ouvert, un détecteur de faute pour détecter une faute dans le système de puissance, et des moyens de commande (60) pour délivrer en sortie un signal de commande de dérivation aux moyens de dérivation de courant lorsqu'une faute est détectée. Un courant de défaut s'écoule alors dans l'enroulement primaire (71c) ou l'enroulement secondaire (72c) et il est dérivé par les moyens de dérivation de courant (10c, 11c).
Description
APPAREIL PROTECTEUR DE CONVERTISSEUR DE PUISSANCE
DESCRIPTION
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un appareil protecteur de convertisseur de puissance pour protéger un convertisseur CA-CC (courant alternatif-courant continu) de type tension connecté en série avec un système de puissance du courant de défaut qui s 'écoule dans le cas d'un défaut du système.
DESCRIPTION
Domaine de l'invention
La présente invention concerne un appareil protecteur de convertisseur de puissance pour protéger un convertisseur CA-CC (courant alternatif-courant continu) de type tension connecté en série avec un système de puissance du courant de défaut qui s 'écoule dans le cas d'un défaut du système.
Etat de la technique
La figure 15 représente- l'appareil protecteur de convertisseur CA-CC décrit dans le brevet américain N" 5 309 346, publié le 3 mai 1994, intitulé "TRANSMISSION LINE FAULT CURRENT DYNAMIC
INVERTER CONTROL", dans lequel un convertisseur CA
CC du type tension connecté en série à une ligne de transmission de puissance est protégé d'un courant de défaut de la ligne de transmission. La figure 15 représente la phase c, qui est l'une des trois phases d'un système d'énergie électrique, et une partie qui est commune aux trois phases (sans le suffixe c).
La figure 15 représente- l'appareil protecteur de convertisseur CA-CC décrit dans le brevet américain N" 5 309 346, publié le 3 mai 1994, intitulé "TRANSMISSION LINE FAULT CURRENT DYNAMIC
INVERTER CONTROL", dans lequel un convertisseur CA
CC du type tension connecté en série à une ligne de transmission de puissance est protégé d'un courant de défaut de la ligne de transmission. La figure 15 représente la phase c, qui est l'une des trois phases d'un système d'énergie électrique, et une partie qui est commune aux trois phases (sans le suffixe c).
Dans un montage d'interconnexion de système en série 46 qui est fait d'un appareil protecteur de convertisseur CA-CC de type tension et d'un système de puissance, le côté de l'enroulement primaire 71c d'un transformateur série 49c est connecté en série avec la phase c d'un système de puissance (bus) 48c, et un convertisseur CA-CC du type tension 50 est connecté au côté de l'enroulement secondaire 72c. Egalement connectés au système de puissance 48c se trouvent un transformateur de courant (CT) 64, destiné à extraire un courant de système ic, et un transformateur de potentiel (PT) 62c, destiné à extraire une tension du système de puissance. Une inductance de ligne XL 59c, qui contribue à une chute de tension VL, se trouve dans le système de puissance 48c.
Le convertisseur CA-CC de type tension 50 est constitué de diodes de roue libre 54cl, 54c2, 58cl et 58c2, qui sont respectivement connectées en antiparallèle avec des dispositifs à semiconducteurs du type à extinction d'arc automatique (appelés ci-après "dispositifs du type à extinction d'arc automatique"), tels que des GTO (thyristors blocables), 52cl, 52c2, 56cl et 56c2, dans une configuration en pont. Un condensateur CC 55 (commun à l'ensemble des phases a, b et c) est connecté au côté sortie CC du convertisseur CA-CC de type tension 50, et un transformateur de tension 31 destiné à extraire un courant continu est connecté aux bornes du condensateur CC 55.
Les sorties d'extraction du transformateur de courant (CT) 64c, du transformateur de potentiel (PT) 62c et du transformateur de tension 31 sont délivrées à une unité de commande 60 pour fournir des signaux de gâchette pour des opérations
MARCHE/ARRET des dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl, 52c2, 56cl et 56c2. En réponse à ces sorties d'extraction, l'unité de commande 60 fournit un signal de gâchette 61c aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl et 52c2, et un signal de gâchette 63c aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 56cl et 56c2.
MARCHE/ARRET des dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl, 52c2, 56cl et 56c2. En réponse à ces sorties d'extraction, l'unité de commande 60 fournit un signal de gâchette 61c aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl et 52c2, et un signal de gâchette 63c aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 56cl et 56c2.
Le fonctionnement de l'appareil de l'art antérieur est maintenant expliqué. Sauf indication contraire, l'explication n'est donnée que pour une seule phase (phase c).
Dans le but d'équilibrer la chute de tension
VL due à l'inductance de ligne XL 59c se trouvant dans la phase c du système de puissance 48, le montage d'interconnexion de système en série 46 est réalisé en connectant l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c en série avec le système de puissance 48c, de façon qu'une tension V2 générée par le convertisseur CA-CC de type tension 50 soit appliquée à l'enroulement secondaire 72c.
VL due à l'inductance de ligne XL 59c se trouvant dans la phase c du système de puissance 48, le montage d'interconnexion de système en série 46 est réalisé en connectant l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c en série avec le système de puissance 48c, de façon qu'une tension V2 générée par le convertisseur CA-CC de type tension 50 soit appliquée à l'enroulement secondaire 72c.
L'unité de commande 60 extrait les courants du système i (qui représentent globalement les courants du système ia, ib et ic, pour les trdis phases) à l'aide du transformateur de courant 64 (y compris également 64c pour la phase c), extrait les tensions des systèmes de puissance à l'aide du transformateur de tension 62 (y compris également 64c pour la phase c) et calcule un courant de sortie pour équilibrer la tension et la phase de la ligne.
Selon le résultat du calcul, l'unité de commande 60 délivre en sortie le signal de commutation 61c aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl et 52c2, et le signal de commutation 63c aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 56cl et 56c2, de façon à commander le convertisseur CA-CC de type tension 50 et à équilibrer la tension et la phase de ligne dans la phase c.
La tension de sortie de CC du transformateur de tension 31 est délivrée à l'unité de commande 60. L'unité de commande 60 détecte une faute qui apparaît dans le système de puissance 48c en surveillant une montée ou une descente de la tension de CC Vd, appliquée aux bornes du condensateur de CC 55, supérieure ou inférieure à une valeur prédéterminée. Lorsque l'apparition d'une faute est détectée, l'unité de commande 60 commande les dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl, 52c2, 56cl et 56c2 pour les protéger.
Dans l'appareil protecteur de convertisseur
CA-CC de type tension de l'art antérieur ainsi réalisé, lorsqu'un courant de système en excès (appelés ci-après "courant de défaut") généré dans le système de puissance, en raison d'une faute du système dans le système de puissance, s'écoule à travers l'enroulement primaire du transformateur série, un courant de défaut proportionnel au rapport des enroulements est induit dans l'enroulement secondaire. Ce courant de défaut s'écoule à travers les dispositifs à semi conducteurs du convertisseur CA-CC de type tension (tels que les dispositifs du type à extinction d'arc automatique et les diodes de roue libre).
CA-CC de type tension de l'art antérieur ainsi réalisé, lorsqu'un courant de système en excès (appelés ci-après "courant de défaut") généré dans le système de puissance, en raison d'une faute du système dans le système de puissance, s'écoule à travers l'enroulement primaire du transformateur série, un courant de défaut proportionnel au rapport des enroulements est induit dans l'enroulement secondaire. Ce courant de défaut s'écoule à travers les dispositifs à semi conducteurs du convertisseur CA-CC de type tension (tels que les dispositifs du type à extinction d'arc automatique et les diodes de roue libre).
Dans ce cas, en représentant par KTR le rapport d'enroulement de l'enroulement primaire à l'enroulement secondaire dans le transformateur série, Io la valeur maximale du courant (transfert de puissance) s 'écoulant normalement à travers le système de puissance, et Im la valeur maximale du courant de défaut, et un courant KTR x Im x 2 s'écoulant. Le régime de courant des dispositifs à semi-conducteurs doit ainsi être conçu de façon à être KTR x Im x 42. Bien que le régime du dispositif à semi-conducteurs soit de KTR x Im x 42, un courant de KTR x Io x 42 s'écoule à travers les dispositifs à semi-conducteurs en fonctionnement normal, et celui-ci est transformé par l'utilisation des dispositifs à semiconducteurs à une fraction de leur capacité, égale à un rapport de KTR x Io x 2 / KTR x Im x 42 =
Io/Im ( < 1).
Io/Im ( < 1).
Pour empêcher le convertisseur CA-CC de type tension d'être endommagé par l'écoulement d'un courant de défaut, le convertisseur CA-CC de type tension nécessite un régime de capacité en puissance de Im/Io (1 > ) fois le régime de capacité en puissance pour le fonctionnement normal. Puisque la capacité du convertisseur CA-CC de type tension est généralement proportionnelle au nombre de dispositifs utilisés, le nombre de dispositifs requis est augmenté de Im/Io fois. Les composants associés et les éléments physiques sont également augmentés dans la même proportion, augmentant le coût, l'espace d'installation, et l'encombrement du convertisseur CA-CC de type tension, et en conséquence diminuant sa fiabilité.
Lorsqu'un courant de défaut s'écoule en raison d'une faute dans le système de puissance, un courant de défaut proportionnel au rapport des enroulements s 'écoule à travers l'enroulement secondaire du transformateur série. Ce courant de défaut s 'écoule dans les dispositifs à semiconducteurs du convertisseur CA-CC de type tension, les faisant chauffer, et dans le pire cas, les faisant fondre.
Un disjoncteur de circuit peut être prévu du côté de l'enroulement secondaire du transformateur série, pour déconnecter le convertisseur CA-CC de type tension. Lorsqu'un tel disjoncteur de circuit est activé pour déconnecter le transformateur série du convertisseur CA-CC de type tension, l'enroulement secondaire du transformateur série est mis en circuit ouvert. Si ceci se produit, l'inductance de l'enroulement primaire du transformateur série devient infinie. Ceci divise le système de puissance aux deux extrémités de l'enroulement primaire du transformateur série, et le système de puissance et le système convertisseur continuent à être isolés de manière défavorable, jusqu'à ce que le convertisseur CA-CC de type tension soit restauré de la faute.
Exposé de l'invention
La présente invention a été réalisée pour résoudre le problème ci-dessus, et un but de la présente invention consiste à fournir un appareil protecteur de convertisseur de puissance, dans lequel un convertisseur CA-CC dr type tension ayant un régime de capacité en puissance pour un fonctionnement normal, sans prendre en considération un courant de défaut en excès s'écoulant dans le cas d'une faute du système, est incorporé dans un système de puissance, et le convertisseur CA-CC de type tension est immédiatement protégé contre un courant en excès en empêchant le courant de défaut du système de puissance de s'écouler dans le convertisseur CA-CC de type tension.
La présente invention a été réalisée pour résoudre le problème ci-dessus, et un but de la présente invention consiste à fournir un appareil protecteur de convertisseur de puissance, dans lequel un convertisseur CA-CC dr type tension ayant un régime de capacité en puissance pour un fonctionnement normal, sans prendre en considération un courant de défaut en excès s'écoulant dans le cas d'une faute du système, est incorporé dans un système de puissance, et le convertisseur CA-CC de type tension est immédiatement protégé contre un courant en excès en empêchant le courant de défaut du système de puissance de s'écouler dans le convertisseur CA-CC de type tension.
L'appareil protecteur du convertisseur de puissance selon la présente invention comprend un transformateur, dont l'enroulement primaire est connecté en série à un système de puissance et dont l'enroulement secondaire est connecté à un convertisseur de puissance, des premiers moyens de dérivation de courant d'un type normalement ouvert, connectés en parallèle avec l'enroulement primaire, des moyens détecteurs de faute pour détecter une faute dans le système de puissance, et des moyens de commande pour délivrer en sortie un signal de commande de dérivation au premier moyen de dérivation de courant lorsque les moyens détecteurs de faute détectent la faute, de façon à ce que, lorsque la faute est détectée dans le système de puissance, un courant de défaut s'écoulant , à travers l'enroulement primaire soit dérivé par les premiers moyens de dérivation de courant.
Les premiers moyens de dérivation de courant sont faits de la connexion en parallèle d'un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension et un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension, et activent leur disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension pendant une durée fixe au moment où la faute est détectée, tout en conservant leur disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension activé jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
Les premiers moyens de dérivation de courant, faits d'un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension, sont activés au moment où la faute est détectée, et sont maintenus continuellement activés jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
Les premiers moyens de dérivation de courant, faits d'un disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension, sont activés au moment où la faute est détectée, et sont maintenus continuellement activés jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
L'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon la présente invention comprend un transformateur, dont l'enroulement primaire est connecté en série à un système de puissance, et dont l'enroulement secondaire est connecté à un convertisseur de puissance, des deuxièmes moyens de dérivation de courant d'un type normalement ouvert, connectés en parallèle avec l'enroulement secondaire, des moyens détecteurs de faute pour détecter une faute dans le système de puissance, et des moyens de commande pour délivrer en sortie un signal de commande de dérivation aux deuxièmes moyens de dérivation de courant, lorsque les moyens détecteurs de faute détectent la faute, de façon à ce que lorsque la faute est détectée dans le système de puissance, un courant de défaut s'écoulant à travers l'enroulement secondaire soit dérivé par les deuxièmes moyens de dérivation de courant.
L'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon la présente invention comprend un transformateur, dont l'enroulement primaire est connecté en série à un système de puissance, et dont l'enroulement secondaire est connecté à un convertisseur de puissance, deux disjoncteurs de circuit mécaniques connectés en série avec l'enroulement primaire et Le système de puissance avec l'enroulement primaire entre les deux disjoncteurs de circuit mécaniques, un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension connecté en parallèle avec la connexion en série des deux disjoncteurs de circuit mécaniques et l'enroulement primaire, des deuxièmes moyens de dérivation de courant d'un type normalement ouvert connectés en parallèle avec l'enroulement secondaire, des moyens détecteurs de faute pour détecter une faute dans le système de puissance, et des moyens de commande pour délivrer en sortie un signal de commande de dérivation aux deuxièmes moyens de dérivation de courant, lorsque les moyens détecteurs de faute détectent la faute, de sorte que, lorsque la faute dans le système de puissance est détectée, un courant de défaut s'écoulant- à travers l'enroulement secondaire soit dérivé par les deuxièmes moyens de dérivation de courant.
Les deuxièmes moyens de dérivation de courant sont faits de la connexion en parallèle d'un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension et d'un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension, et activent leur disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation basse tension pendant une durée fixe au moment où la faute est détectée, tout en conservant leur disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension activé jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
Les deuxièmes moyens de dérivation de courant, faits d'un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension, sont activés au moment où la faute est détectée et sont maintenus continuellement activés jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
Les deuxièmes moyens de dérivation de courant, faits d'un disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation basse tension, sont activés au moment où la faute est détectée, et sont maintenus continuellement activés jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
L'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon la présente invention comprend un transformateur, dont l'enroulement primaire est connecté en série avec un système de puissance et dont l'enroulement secondaire est connecté à un convertisseur de puissance, deux disjoncteurs de circuit mécaniques connectés en série avec l'enroulement primaire et le système de puissance avec l'enroulement primaire entre les deux disjoncteurs de circuit mécaniques, un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension connecté en parallèle avec la connexion en série des deux disjoncteurs de circuit mécaniques et l'enroulement primaire, un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension connecté en parallèle avec l'enroulement primaire, des moyens détecteurs de faute pour détecter une faute dans le système de puissance, et des moyens de commande qui activent le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension pendant une durée fixe au moment où la faute est détectée par les moyens détecteurs de faute, tout en conservant le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension continuellement activé jusqu'à ce que la faute soit supprimée, de façon à ce que, lorsque la faute est détectée dans le système de puissance, un courant de défaut s'écoulant à travers l'enroulement primaire soit dérivé par le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension.
Les moyens détecteurs de faute détectent la faute dans le système de puissance depuis le côté de l'enroulement secondaire du transformateur.
Brève description des figures
La figure 1 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
La figure 1 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le premier mode de réalisation de la présente invention.
La figure 2 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du premier mode de réalisation de la présente invention.
La figure 3 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le second mode de réalisation de la présente invention.
La figure 4 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du second mode de réalisation de la présente invention.
La figure 5 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le troisième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 6 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du troisième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 7 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 8 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du quatrième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 9 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 10 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du cinquième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 11 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le sixième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 12 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du sixième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 13 est une représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le septième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 14 est un diagramme des temps montrant le fonctionnement du septième mode de réalisation de la présente invention.
La figure 15 est une représentation schématique montrant le montage d'interconnexion du système en série de l'art antérieur.
Description détaillée de modes de réalisation préférés de l'invention
Mode de réalisation 1
En se référant aux figures 1 et 2, le mode de réalisation 1 de la présente invention est maintenant expliqué. La figure 1 est la représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le premier mode de réalisation. Sur la figure 1, les composants équivalents à ceux en référence à la figure 15 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. Les extrémités terminales de l'enroulement primaire 71c d'un transformateur série 49c sont connectées par l'intermédiaire de disjoncteurs de circuit mécaniques en série respectifs llc, 12c, à des bus de puissance qui constituent un système de puissance 48c. Un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle -avec la connexion en série de l'enroulement primaire 71c et des disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c. Connectée également en parallèle au disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, se trouve une connexion en série d'un commutateur de déconnexion mécanique 15c et d'un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c fait d'une paire de dispositifs' de commutation à semi-conducteurs (thyristors, GTO, et analogue) qui sont connectés en antiparallèle.
Mode de réalisation 1
En se référant aux figures 1 et 2, le mode de réalisation 1 de la présente invention est maintenant expliqué. La figure 1 est la représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le premier mode de réalisation. Sur la figure 1, les composants équivalents à ceux en référence à la figure 15 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. Les extrémités terminales de l'enroulement primaire 71c d'un transformateur série 49c sont connectées par l'intermédiaire de disjoncteurs de circuit mécaniques en série respectifs llc, 12c, à des bus de puissance qui constituent un système de puissance 48c. Un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle -avec la connexion en série de l'enroulement primaire 71c et des disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c. Connectée également en parallèle au disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, se trouve une connexion en série d'un commutateur de déconnexion mécanique 15c et d'un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c fait d'une paire de dispositifs' de commutation à semi-conducteurs (thyristors, GTO, et analogue) qui sont connectés en antiparallèle.
Le côté de l'enroulement secondaire du transformateur série 49c est pourvu d'un transformateur de courant 33c, et le courant détecté par le transformateur de courant 33c est délivré à une unité de commande 60a. Le côté courant continu d'un convertisseur CA-CC de type tension 50a est pourvu d'un transformateur de courant 34, et le courant détecté par le transformateur de courant 34 est délivré à l'unité de commande 60a.
Le fonctionnement de ce mode de réalisation est maintenant expliqué en référence au diagramme des temps de la figure 2. Sur la figure 2, lorsqu'un courant de système ic s 'écoulant à travers le système de puissance 48c est inférieur à un courant nominal, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est désactivé ou dans son état ouvert, les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, sont activés, ou dans un état ACTIF, et le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c est désactivé ou dans un état NON
ACTIF.
ACTIF.
Le convertisseur CA-CC de type tension 50a est ainsi interconnecté au système de puissance 48c par l'intermédiaire de l'enroulement secondaire 72c et de l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c. Des dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl, 52c2, 56cl et 56c2, qui constituent une unité de circuit (non représentée) du convertisseur CA-CC de type tension 50a effectuent une opération de commutation
MARCHE/ARRET en réponse aux signaux de gâchette 61c, 63c, délivrés par l'unité de commande 60a.
MARCHE/ARRET en réponse aux signaux de gâchette 61c, 63c, délivrés par l'unité de commande 60a.
Lorsque le courant de système ic s' écoulant à travers le système de puissance 48c est un courant en excès (courant de défaut) qui dépasse le courant nominal, le transformateur de courant 64c extrait le courant ic du système et délivre en sortie le courant détecté à l'unité de commande 60a. A réception du courant détecté lors d'une faute, l'unité de commande 60a fournit immédiatement (en 1 ms) un signal de gâchette au disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c pour l'activer puis, avec un retard fonctionnel constant, fournit un signal ACTIF (signal ON) au disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c pour l'activer en quelques dizaines de ms.
En conséquence, le courant de défaut est dérivé par le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c puis une durée constante ultérieure est dérivée par le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, et ainsi, le courant de défaut est empêché de s'écouler à travers l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c. L'unité de commande 60a fournit les signaux de commutation 61 aux dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52 et 56 pour chaque phase afin de désactiver les dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52 et 56, qui constituent l'unité de circuit du convertisseur CA-CC de type tension 50a connectée en série avec le système de puissance pour chaque phase.
Comme alternative, l'unité de commande 60a commande la tension en courant alternatif de sortie à zéro pour poursuivre l'opération au lieu -de désactiver les dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52 et 56. En dérivant l'écoulement du courant de défaut à travers le système de puissance 48c avec le transformateur série 49c, et en commandant en sortie les dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52 et 56, les courants en excès sont empechés de s'écouler à travers les dispositifs à semiconducteurs situés dans le convertisseur CA-CC de type tension 50a pour les protéger tandis qu'en même temps, le montage d'interconnexion du système en série 46 comportant l'enroulement primaire Xlc du transformateur série 49c est protégé contre la faute du système.
Dans le convertisseur CA-CC de type tension 50a ainsi construit, il est possible de concevoir sa capacité en ne prenant en considération que les courants maximums qui sont attendus s 'écouler dans les conditions de fonctionnement normal à travers les dispositifs du type à extinction d'arc automatique 52cl, 52c2, 56cl et 56c2, et les diodes de roue libre 54cl, 54c2, 58cl et 58c2, sans prendre en considération le courant de défaut. En conséquence, le nombre de dispositifs à semiconducteurs est minimisé, et le coût de l'appareil est réduit, et l'espace d'installation et l'encombrement de l'appareil sont réduits, et une fiabilité augmentée est obtenue.
Outre l'extraction du courant de défaut dans le système de puissance 48c par l'intermédiaire du transformateur de courant 64c, l'unité de commande 60a surveille la tension du système par le transformateur de tension 62 (représentant globalement les transformateurs de tension pour les trois phases, y compris 62c). L'unité de commande 60a peut protéger le système de puissance en détectant une faute dans le système de puissance, par exemple, en détectant une chute de tension, une surtension, des tensions déséquilibrées sur les trois phases, une fréquence anormale, et des variations du contenu en harmoniques, et en détectant un défaut dans le système de puissance.
L'unité de commande 60a détecte une faute dans le système de puissance ou une faute dans le convertisseur CA-CC de type tension 50a en surveillant un courant en excès détecté par le transformateur de courant 33c destiné à extraire un courant alternatif i2 du convertisseur CA-CC de type tension 50a, un courant en excès détecté par le transformateur de courant 34 destiné à extraire un courant continu id du convertisseur CA-CC de type tension 50a, une tension continue en excès ou une tension continue faible détectée par le transformateur de tension 31 destiné à extraire une tension continue Vd du convertisseur CA-CC de type tension 50a. En réponse à ces résultats détectés, l'unité de commande 60a peut protéger immédiatement le système de puissance 48c ou le convertisseur CA
CC de type tension 50a.
CC de type tension 50a.
La raison pour laquelle à la fois le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c sont utilisés ensemble est la suivante. Le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c est un dispositif à commutation rapide qui peut être rapidement rendu
ACTIF (mis sur marche), et si la durée -de conduction de courant pour un courant de défaut est fixée comme étant courte, les exigences de puissance nominale et de capacité thermique nominale des composants à semi-conducteurs sont abaissées. Si on laisse le courant de défaut s'écouler pendant une durée relativement longue, les dispositifs à semi-conducteurs tels que des thyristors ou des GTO peuvent chauffer en raison de leur faible résistance propre, les endommageant eux-mêmes.
ACTIF (mis sur marche), et si la durée -de conduction de courant pour un courant de défaut est fixée comme étant courte, les exigences de puissance nominale et de capacité thermique nominale des composants à semi-conducteurs sont abaissées. Si on laisse le courant de défaut s'écouler pendant une durée relativement longue, les dispositifs à semi-conducteurs tels que des thyristors ou des GTO peuvent chauffer en raison de leur faible résistance propre, les endommageant eux-mêmes.
Des considérations thermiques nécessitent ainsi des dispositifs à semi-conducteurs et un équipement de refroidissement de puissance, augmentant le coût de l'appareil et rendant l'appareil lui-même encombrant. Pour cette raison, l'action de dérivation du courant de défaut produisant le chauffage est ainsi supprimée par le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c qui est thermiquement puissant, faisant suite au disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c. Cet agencement supprime la nécessité d'un appareil encombrant et coûteux construit à l'aide de dispositifs à semi-conducteurs à haut rendement et d'un équipement de refroidissement.
Pendant que le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est activé, les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, connectés en série avec l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c à ses deux extrémités, sont laissés fermés. Une fois ouverts, un certain temps est requis avant que les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, reviennent à leur état fermé, et ainsi une interconnexion immédiate du montage d'interconnexion de système en série 46 en retour dans le système est difficile au moment où le système est restauré de la faute du système. Les disjoncteurs de circuit mécaniques en série lîc et 12c sont prévus pour déconnecter le montage d'interconnexion de système en série 46 du système de puissance 48c lorsque le montage d'interconnexion de système en série 46 lui-même est interrompu ou présente une faute.
Même lorsque le convertisseur CA-CC de type tension 50a est déconnecté de l'enroulement secondaire 72c pour l'entretien, il est fait en sorte que l'impédance du côté de l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c ne puisse devenir infinie, tant que les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc et 12c et le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c sont laissés à l'état ACTIF. Cet agencement empêche un inconvénient tel que le système de puissance soit déconnecté aux deux extrémités terminales de l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c, et qu'à la fois le système de puissance 48c et le système convertisseur restent déconnectés l'un de l'autre jusqutà ce que le convertisseur CA-CC de type tension 50 soit rétabli.
Après avoir vérifié que le système de puissance 48c est restauré de la faute du système, l'unité de commande 60a ouvre le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c provoquant le fonctionnement normal du convertisseur CA-CC de type tension 50a. Lorsque le système de puissance 48c est rétabli avant activation du disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, l'unité de commande 60a, sans activer le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, désactive le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c pendant les conditions de fonctionnement normal (redémarrage du système), redémarrant ainsi le fonctionnement du montage d'interconnexion du système en série 46.
Puisque ce procédé de redémarrage permet au transformateur série 49c d'être de nouvéau interconnecté dans le système sans magnétiser partiellement le transformateur série 49c, et ainsi sans apporter de perturbation au système de puissance, le procédé de redémarrage est appliqué non seulement pour un rétablissement d'une faute du système, mais également pour une routine de fonctionnement normal, lorsque le montage d'interconnexion de système en série 46 est initialisé.
Bien que le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c soit dans son état NON ACTIF (état d'arrêt), les deux bornes ne sont pas isolées électriquement l'une de l'autre. Pour isoler électriquement le système aux deux bornes du disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c pendant qu'il est ouvert, le commutateur de déconnexion mécanique 15c connecté en série au disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c est rendu NON ACTIF.
Mode de réalisation 2
Dans le mode de réalisation 1, l'unité de commande 60a active d'abord le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c, juste après qu'une faute du système ait été détectée. Lorsque l'inductance du système
XL 59c se trouvant dans la phase c du système de puissance 48c est élevée, ou lorsque la vitesse de commutation à l'état ACTIF dans le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est réglée comme étant rapide, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension IOc est toutefois suffisamment rapide dans le passage à l'état ACTIF pour dériver le courant de défaut, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c, car le courant ic du système pour la faute du système dans le système de puissance 48c augmente avec une vitesse relativement lente, comme représenté sur la figure 4.
Dans le mode de réalisation 1, l'unité de commande 60a active d'abord le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c, juste après qu'une faute du système ait été détectée. Lorsque l'inductance du système
XL 59c se trouvant dans la phase c du système de puissance 48c est élevée, ou lorsque la vitesse de commutation à l'état ACTIF dans le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est réglée comme étant rapide, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension IOc est toutefois suffisamment rapide dans le passage à l'état ACTIF pour dériver le courant de défaut, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c, car le courant ic du système pour la faute du système dans le système de puissance 48c augmente avec une vitesse relativement lente, comme représenté sur la figure 4.
La figure 3 représente schématiquement l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le second mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 3, les composants équivalents à ceux référencés sur la figure 1 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. La différence dans le circuit par rapport à l'appareil du premier mode de réalisation est que le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et le disjoncteur de circuit mécanique 15c, connectés en parallèle avec le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c sont omis.
Le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c a un niveau de tension relativement plus grand qu'un disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c, comme cela va être décrit ultérieurement, disposé du côté de l'enroulement secondaire du transformateur série 49c, et les courants s'écoulant à travers les contacts du disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c sont relativement plus petits. Ainsi, les contacts d'un espace de contact plus petit et d'une coupe transversale plus petite fonctionnent. Les contacts sont ainsi plus légers, permettant une opération d'ouverture-fermeture plus rapide. En outre, l'élimination du disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c et du disjoncteur de circuit mécanique 15c diminuent le coût et l'espace d'installation requis pour l'appareil.
Mode de réalisation 3
Dans les premier et second modes -de réalisation, le courant du système ic qui s'écoule à travers l'enroulement primaire du transformateur série 49c lors d'une faute est dérivé par le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et -le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c.
Dans les premier et second modes -de réalisation, le courant du système ic qui s'écoule à travers l'enroulement primaire du transformateur série 49c lors d'une faute est dérivé par le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et -le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c.
Dans le troisième mode de réalisation, comme représenté sur la figure 5, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle avec l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c, comme dans le second mode de réalisation, et en outre, à la fois le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c et le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c, réalisés à l'aide de dispositifs à semi-conducteurs tels que des thyristors et des
GTO, sont connectés en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c du transformateur série 49c.
GTO, sont connectés en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c du transformateur série 49c.
Sont fournis en outre un transformateur de courant 32c destiné à extraire le courant alternatif s'écoulant à travers l'enroulement secondaire 72c du transformateur série et un transformateur de courant 33c destiné à extraire le courant alternatif i2 délivré par le convertisseur
CA-CC de type tension 50.
CA-CC de type tension 50.
En se référant maintenant au diagramme des temps de la figure 6, le fonctionnement du troisième mode de réalisation est expliqué.
Sauf indication contraire, l'explication qui suit ne concerne qu'une seule phase (phase c).
Lorsqu'un courant de défaut en excès s 'écoule à travers l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c dans le cas d'une faute dans le système de puissance 48c, un courant de défaut proportionnel au rapport d'enroulement du transformateur série 49c s'écoule à travers l'enroulement secondaire 72c du transformateur série.
Outre le procédé de détection d'une faute du système décrit dans le premier mode de réalisation, l'unité de commande 60b détecte une faute en surveillant le courant détecté par le transformateur de courant 32c connecté en série avec l'enroulement secondaire 72c du transformateur série 49c.
Lorsque la faute de système est détectée, l'unité de commande 60b délivre immédiatement en sortie un signal de gâchette au disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c connecté en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c du transformateur série 49c, pour mettre le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c à l'état ACTIF, puis le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c à l'état
ACTIF, mais avec un retard qui est, de façon inhérente, inévitable dans son fonctionnement.
ACTIF, mais avec un retard qui est, de façon inhérente, inévitable dans son fonctionnement.
La raison pour laquelle à la fois le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c et le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c sont utilisés ensemble est la suivante. Le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c est un dispositif à commutation rapide qui peut être rapidement mis à l'état ACTIF, et si la durée de conduction du courant pour un courant de défaut est fixée comme étant courte, le régime de l'appareil est diminué.
Si on laisse le courant de défaut s 'écouler pendant une durée relativement longue, les dispositifs à semi-conducteurs tels que les thyristors ou GTO qui constituent le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation basse tension 20c peuvent chauffer en raison de leur faible résistance interne, provoquant probablement leur endommagement. Les considérations thermiques nécessitent ainsi des dispositifs à semiconducteurs et un équipement de refroidissement de puissance. Un tel problème est résolu si le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c ayant un courant et une capacité thermique supérieurs est utilisé pour dériver le courant de défaut.
Dans ce cas, les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, connectés en série avec l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c à ses deux extrémités, sont laissés fermés. Lorsqu'ils sont ouverts, un certain temps est ensuite requis avant que les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, reviennent dans leur état fermé, et ainsi, une interconnexion immédiate du montage d'interconnexion de système en série 46 de retour dans le système est difficile au moment où le système est restauré de la faute de système.
Les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc et 12c sont ouverts lorsque le montage d'interconnexion du système en série 46 lui-même est interrompu ou en défaut. En activant le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, le montage d'interconnexion de système en série 46 est déconnecté du système de puissance 48c.
Après avoir vérifié que le système de puissance 48c est rétabli de la faute de système, l'unité de commande 60b ouvre le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c, provoquant le fonctionnement normal du convertisseur CA-CC de type tension 50a. Lorsque la faute est supprimée avant activation du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c, l'unité de commande 60b, sans activer le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c, désactive le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c pour des conditions de fonctionnement normal (redémarrage du système), redémarrant ainsi le fonctionnement du montage d'interconnexion du système en série 46.
Puisque le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation basse tension 20c traite un courant relativement supérieur et une tension relativement inférieure par rapport au disjonctéur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c, un espace d'isolement plus étroit est autorisé. Il en résulte ainsi un appareil compact et de faible coût.
Mode de réalisation 4
Dans le troisième mode de réalisation, le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c est d'abord mis à l'état ACTIF immédiatement après détection d'une faute du système. Lorsque l'inductance du système
XL 59c se trouvant dans la phase c du système de puissance 48c est élevée, ou lorsque la vitesse de commutation à l'état ACTIF dans le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est réglée comme étant rapide, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est toutefois suffisamment rapide pour passer à l'état ACTIF pour dériver le courant de défaut sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c, car le courant du système ic à la faute du système dans le système de puissance 48c augmente à une vitesse relativement lente, comme représenté sur la figure 8.
Dans le troisième mode de réalisation, le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c est d'abord mis à l'état ACTIF immédiatement après détection d'une faute du système. Lorsque l'inductance du système
XL 59c se trouvant dans la phase c du système de puissance 48c est élevée, ou lorsque la vitesse de commutation à l'état ACTIF dans le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est réglée comme étant rapide, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est toutefois suffisamment rapide pour passer à l'état ACTIF pour dériver le courant de défaut sans qu'il soit nécessaire d'utiliser le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c, car le courant du système ic à la faute du système dans le système de puissance 48c augmente à une vitesse relativement lente, comme représenté sur la figure 8.
La figure 7 représente schématiquement l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le quatrième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 7, des composants équivalents à ceux référencés sur la figure 5 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. La différence de circuit par rapport à l'appareil du troiosème mode de réalisation est que le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c, connecté en parallèle avec le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c, est omis.
Lors de la détection d'une faute du système, l'unité de commande 60b active immédiatement le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c connecté en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c du transformateur série 49c, de manière à empêcher un courant en excès dû à la faute d'écoulement dans le convertisseur CA-CC de type tension 50a. Etant donné que, dans ce cas, la vitesse de montée du courant du système ic à la faute dans le système de puissance 48c est relativement lente, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension de réponse relativement lente 21c est commuté suffisamment rapidement à l'état ACTIF pour dériver le défaut de courant.
L'élimination du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c diminue le coût et l'espace d'installation requis pour l'appareil.
Mode de réalisation 5
Dans le premier mode de réalisation, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle avec la connexion en série de l'enroulement primaire 71c et des disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, et en outre, la connexion en série du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et du commutateur de déconnexion mécanique 15c est connectée en parallèle avec le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c. Dans ce mode de réalisation, toutefois, le commutateur de déconnexion mécanique 15c est éliminé, et le disjoncteur ' de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c est connecté en parallèle avec l'enroulement primaire 71c comme un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de courtcircuit à haute tension 14c.
Dans le premier mode de réalisation, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle avec la connexion en série de l'enroulement primaire 71c et des disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c, et en outre, la connexion en série du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et du commutateur de déconnexion mécanique 15c est connectée en parallèle avec le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c. Dans ce mode de réalisation, toutefois, le commutateur de déconnexion mécanique 15c est éliminé, et le disjoncteur ' de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c est connecté en parallèle avec l'enroulement primaire 71c comme un disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de courtcircuit à haute tension 14c.
En référence aux dessins, le cinquième mode -de réalisation est maintenant expliqué. La figure 9 est la représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le cinquième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 9, les composants équivalents à ceux référencés sur la figure 1 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. Le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de courtcircuit à haute tension 14c, fait de dispositifs à semi-conducteurs tels que des thyristors ou GTO, est connecté en parallèle avec l'enroulement primaire 71c du transformateur série 49c.
En référence au diagramme des temps de la figure 10, le fonctionnement du cinquième mode de réalisation est expliqué. Lors de la détection d'une faute du système, l'unité de commande 60a envoie un signal de gâchette au disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de court-circuit à haute tension 14c, pour le mettre à l'état ACTIF, puis envoie un signal ACTIF au disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, pour le mettre à l'état ACTIF, mais avec un retard qui est, de façon inhérente, inévitable dans son fonctionnement.
En laissant passer le courant de défaut dans le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c, le montage d'interconnexion du système en série 46 comportant l'enroulement primaire 71 du transformateur série 49c est protégé contre la faute du système.
Dans ce mode de réalisation, le fonctionnement du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de court-circuit à haute tension 14c est sensiblement identique à celui du disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c décrit en référence au premier mode de réalisation.
En ouvrant les disjoncteurs de circuit mécaniques en série îlc, 12c, le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de court-circuit à haute tension 14c est déconnecté du système de puissance 48c. Le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de court-circuit à haute tension 14c peut ainsi être soumis à un entretien sans interrompre la transmission de puissance si le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension i0c est laissé à l'état ACTIF.
Mode de réalisation 6
Dans le premier mode de réalisation, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle avec la connexion en série de l'enroulement primaire 71c et les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c et, de plus, la connexion en série du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et du disjoncteur de circuit mécanique 15c est connectée en parallèle avec le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c. Dans ce mode de réalisation, seule la connexion en série du disjoncteur de circuit mécanique 15c et du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 15c est connectée en parallèle avec l'enroulement primaire 71c.
Dans le premier mode de réalisation, le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est connecté en parallèle avec la connexion en série de l'enroulement primaire 71c et les disjoncteurs de circuit mécaniques en série llc, 12c et, de plus, la connexion en série du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c et du disjoncteur de circuit mécanique 15c est connectée en parallèle avec le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c. Dans ce mode de réalisation, seule la connexion en série du disjoncteur de circuit mécanique 15c et du disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 15c est connectée en parallèle avec l'enroulement primaire 71c.
En référence aux dessins, le sixième mode de réalisation est maintenant présenté. La figure 11 est le dessin schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le sixième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 11, les composants équivalents à ceux référencés sur la figure 1 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. Ce sixième mode de réalisation diffère du premier mode de réalisation en ce que le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est omis, et le reste de la construction est identique à celle du premier mode de réalisation.
Le fonctionnement du sixième mode -de réalisation est maintenant expliqué en référence au diagramme des temps de la figure 12. En fonctionnement, le sixième mode de réalisation est identique au premier mode de réalisation en ce que, lors de la détection d'une faute du système, l'unité de commande 60a active immédiatement le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation haute tension 13c, mais il est différent en ce qu'il est fait en sorte que le courant du système ic ne puisse s'écouler dans le montage d'interconnexion du système en série 46 en maintenant le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c activé jusqu'à ce que le système soit restauré de la faute.
Dans le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation haute tension 13c, les dispositifs de commutation à semi-conducteurs doivent etre conçus de façon à permettre à des courants de défaut d'être conduits continuellement à travers ceux-ci pendant la faute du système ou la durée de l'entretien du montage d'interconnexion de système en série 46. Toutefois, puisque le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c est omis, il en résulte un appareil compact et de faible coût avec une exigence d'espace d'installation moindre.
Mode de réalisation 7
Dans le troisième mode de réalisation, à la fois le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c et le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c sont connectés en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c. Dans ce mode de réalisation, seul le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est connecté en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c.
Dans le troisième mode de réalisation, à la fois le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c et le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c sont connectés en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c. Dans ce mode de réalisation, seul le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est connecté en parallèle avec l'enroulement secondaire 72c.
En référence aux dessins, le septième mode de réalisation est maintenant expliqué. La figure 13 est la représentation schématique de l'appareil protecteur de convertisseur de puissance selon le septième mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 13, les composants équivalents à ceux référencés sur la figure 5 sont indiqués avec les mêmes numéros de référence. Ce septième mode de réalisation diffère du troisième mode de réalisation en ce que le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation basse tension 21c est omis, mais le reste de la construction est identique à celle du troisième mode de réalisation.
Le fonctionnement du septième mode de réalisation est maintenant expliqué en référence au diagramme des temps de la figure 14. En fonctionnement, le septième mode de réalisation est identique au troisième mode de réalisation en ce que, lors de la détection d'une faute du système, l'unité de commande 60b active immédiatement le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c, mais il est différent en ce que, pour empêcher un courant de défaut de s'écouler dans le convertisseur CA-CC de type tension 50a lors de la détection de la faute du système, le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation basse tension 20c est immédiatement mis à l'état ACTIF, puis le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c est activé avec un retard qui est, de manière inhérente, inévitable dans son fonctionnement.
Le troisième mode de réalisation utilise à la fois le disjoncteur de circuit mécanique de dérivation haute tension 10c et le disjoncteur de circuit à semi-conducteurs de dérivation basse tension 20c tandis que, dans le septième mode de réalisation, le disjoncteur de circuit à semiconducteurs de dérivation basse tension 20c est omis. En conséquence, il en résulte un appareil compact et de faible coût.
Claims (7)
1. Appareil protecteur de convertisseur de puissance comprenant un transformateur, dont un enroulement primaire (71c) est connecté en série à un système de puissance (48c) et dont un enroulement secondaire (72c) est connecté à un convertisseur de puissance, des moyens de dérivation de courant d'un type normalement ouvert, connectés en parallèle avec l'enroulement primaire (71c) ou avec l'enroulement secondaire (72c), des moyens détecteurs de faute pour détecter une faute dans le système de puissance (48c), et des moyens de commande (60) pour délivrer en sortie un signal de commande de dérivation aux moyens de dérivation de courant lorsque les moyens détecteurs de faute détectent la faute, de sorte que, lorsque la faute est détectée dans le système de puissance (48c), un courant de défaut s'écoulant à travers l'enroulement primaire (71c) ou l'enroulement secondaire (72c) soit dérivé par les premiers moyens de dérivation de courant.
2. Appareil protecteur de convertisseur de puissance selon la revendication 1, dans lequel les moyens de dérivation de courant, connectés en parallèle avec l'enroulement primaire sont connectés en parallèle avec une connexion comportant en série l'enroulement primaire et un circuit disjoncteur mécanique.
3. Appareil protecteur de convertisseur de puissance selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de dérivation comprennent un circuit disjoncteur à semi-conducteur.
4. Appareil protecteur de convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de dérivation comprennent un circuit disjoncteur mécanique.
5. Appareil protecteur de convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les moyens de dérivation sont activés par les moyens de commande au moment où la faute est détectée et sont maintenus continuellement activés par les moyens de commande jusqu'à ce que la faute soit supprimée.
6. Appareil protecteur de convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les moyens de dérivation comprennent la connexion en parallèle d'un circuit disjoncteur à semi-conducteur et d'un circuit disjoncteur mécanique, le circuit disjoncteur semi-conducteur étant activé par les moyens de commande pour une durée déterminée, au moment où une faute est détectée, le circuit disjoncteur mécanique étant maintenu activé par les moyens de commande jusqu'à ce que la faute soit supprimé.
7. Appareil protecteur de convertisseur de puissance selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens détecteurs de faute détectent une faute dans le système de puissance à partir de l'enroulement secondaire du transformateur.
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