FR3018006A1

FR3018006A1 - CONTROLLED SWITCHING SYSTEM FOR SELECTIVE CONNECTION OF A THREE-PHASE ELECTRICAL SYSTEM

Info

Publication number: FR3018006A1
Application number: FR1451609A
Authority: FR
Inventors: Torsten Hermann Hager; Denis Deckert; Marc Helfter
Original assignee: Hager Electro SAS
Current assignee: Hager Electro SAS
Priority date: 2014-02-27
Filing date: 2014-02-27
Publication date: 2015-08-28
Anticipated expiration: 2034-02-27
Also published as: FR3018006B1

Abstract

La présente invention a pour objet un système de commutation contrôlée pour le raccordement sélectif d'un réseau électrique triphasé local (2) à un réseau de distribution électrique triphasé fournisseur ou extérieur (3) et/ou à au moins une source d'énergie électrique monophasée (4), préférentiellement locale, ledit système (1) comprenant des premiers et seconds moyens (5, 6) de commutation pour un raccordement sélectif du réseau triphasé fournisseur (3) de ladite au moins une source monophasée (4) Système (1) caractérisé en ce qu'il comprend une unité (7), commandant les premiers et seconds moyens de commutation (5 et 6) et associée à des moyens (8) de mesure ou de détermination, de la consommation électrique courante effective ou estimée sur chacune des lignes de phases (L1, L2, L3) du réseau triphasé client ou local (2), et en ce que les seconds moyens de commutation (6) présentent trois voies commutables pour relier sélectivement ladite au moins une source monophasée (4) à l'une quelconque ou à plusieurs des trois phases du réseau triphasé client (2).The present invention relates to a controlled switching system for the selective connection of a local three-phase electrical network (2) to a supplier or external three-phase electrical distribution network (3) and / or to at least one source of electrical energy. single-phase (4), preferably local, said system (1) comprising first and second switching means (5, 6) for a selective connection of the three-phase supply network (3) of said at least one single-phase source (4) System (1) ) characterized in that it comprises a unit (7), controlling the first and second switching means (5 and 6) and associated with means (8) for measuring or determining actual or estimated current electrical consumption on each of the phase lines (L1, L2, L3) of the customer or local three-phase network (2), and in that the second switching means (6) have three switchable channels for selectively connecting said at least one a single-phase source (4) to any one or more of the three phases of the customer's three-phase network (2).

Description

DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des équipements électriques, plus particulièrement des réseaux électriques triphasés locaux (de maisons, d'immeubles, de sites industriels) raccordés normalement, en vue de son alimentation, à un réseau de distribution extérieur, mais pouvant également être alimenté alternativement ou de manière complémentaire par au moins une source d'énergie électrique monophasée de substitution ou additionnelle. Dans ce contexte, l'invention a pour objets un système de commutation contrôlée, une installation électrique comprenant un tel système et un procédé de contrôle et de gestion d'une telle installation, en mettant en oeuvre un tel système. Les installations électriques locales comprennent, dans de nombreux cas, un réseau triphasé sur lequel sont branchés de nombreux appareils monophasés, entre une des trois phases et le neutre ou, plus 15 rarement, entre deux phases. Souvent, ces appareils sont branchés de manière aléatoire sur l'une quelconque des trois phases. En cas de défaillance de l'alimentation extérieure triphasée ou de basculement volontaire vers la seule alimentation locale pour des raisons 20 économiques et de tarifs (en cas de production endogène ou de réserve suffisante), il s'avère que les systèmes connus actuels de commutation locale, entre l'alimentation triphasée et l'alimentation monophasée, sont relativement rigides et favorisent systématiquement l'une des phases (généralement la phase 1). 25 Il en est de même dans le cas d'une installation comprenant un moyen local de production d'énergie, à savoir que la production locale est injecté sur une phase donnée et figée, en plus de l'alimentation par le réseau extérieur. Il peut en résulter une mise à l'arrêt forcée d'un nombre 30 important d'appareils monophasés branchés aléatoirement sur l'une des deux autres phases, du fait de l'absence de flexibilité. La présente invention a notamment pour but de surmonter cet inconvénient. - 2 - A cet effet, l'invention a pour objet un système de commutation contrôlée pour le raccordement sélectif d'un réseau électrique triphasé client ou local à un réseau de distribution électrique triphasé fournisseur ou extérieur et/ou à au moins une source d'énergie électrique monophasée, préférentiellement locale, ledit système comprenant des premiers moyens de commutation triphasée pour un raccordement sélectif du réseau triphasé fournisseur et des seconds moyens de commutation monophasée pour un raccordement sélectif de ladite au moins une source monophasée, système caractérisé en ce qu'il comprend une unité fonctionnelle de contrôle et de gestion, commandant les premiers et seconds moyens de commutation et associée à des moyens de mesure ou de détermination, préférentiellement multiparamétrique, de la consommation électrique courante effective ou estimée sur chacune des lignes de phases du réseau triphasé client ou local, et en ce que les seconds moyens de commutation présentent trois voies en parallèle pouvant être commutées individuellement ou simultanément, pour relier sélectivement, et éventuellement de manière variable, ladite au moins une source monophasée à l'une quelconque ou plusieurs des trois phases du réseau triphasé client en fonction notamment des valeurs fournies par les moyens de mesure ou de détermination, de l'état de connexion/déconnexion du réseau de distribution extérieur et/ou d'instructions ou de critères préprogrammé(e)s de priorités en termes d'alimentation. Ainsi, le principe de base de l'invention est de fournir et de mettre en oeuvre un système de commutation s'adaptant à la configuration locale de branchement d'appareils monophasés, en tenant compte de la présence ou non d'une alimentation extérieure (fournisseur) et éventuellement de priorités ou de critères préprogrammé(e)s, de manière à obtenir un fonctionnement optimisé ou maximisé en termes d'appareils monophasés alimentés durant les phases d'alimentation conjointe (locale et extérieure) et durant les phases d'alimentation en îlot. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à deux modes de réalisation préférés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques et symboliques d'une installation électrique comprenant un système de commutation contrôlée selon l'invention, selon deux variantes constructives. -3 - Les figures annexées montrent un système 1 de commutation contrôlée pour le raccordement sélectif d'un réseau électrique triphasé client ou local 2, soit à un réseau de distribution électrique triphasé fournisseur ou extérieur 3, soit à au moins une source d'énergie électrique monophasée 4, préférentiellement locale, soit aux deux. Ce système 1 comprend essentiellement des premiers moyens 5 de commutation triphasée pour un raccordement sélectif du réseau triphasé fournisseur 3 et des seconds moyens 6 de commutation monophasée pour un raccordement sélectif de ladite au moins une source monophasée 4.DESCRIPTION The present invention relates to the field of electrical equipment, more particularly local three-phase electrical networks (of houses, buildings, industrial sites) normally connected, for its power supply, to an external distribution network, but which can also be fed alternately or in a complementary manner by at least one source of substitute or single-phase electrical energy. In this context, the subject of the invention is a controlled switching system, an electrical installation comprising such a system and a method for controlling and managing such an installation, by implementing such a system. Local electrical installations include, in many cases, a three-phase network on which many single-phase appliances are connected between one of the three phases and the neutral or, more rarely, between two phases. Often, these devices are randomly connected to any one of the three phases. In case of failure of the three-phase external power supply or voluntary switching to the local power supply for economic reasons and tariffs (in the case of endogenous production or sufficient reserve), it turns out that the current known switching systems local, between the three-phase power supply and the single-phase power supply, are relatively rigid and systematically promote one of the phases (usually phase 1). It is the same in the case of an installation comprising a local means of energy production, namely that the local production is injected on a given phase and frozen, in addition to the supply by the external network. This can result in forced shutdown of a large number of single-phase devices randomly connected to one of the other two phases due to the lack of flexibility. The present invention is intended to overcome this disadvantage. To this end, the subject of the invention is a controlled switching system for the selective connection of a customer or local three-phase electrical network to a supplier or external three-phase electrical distribution network and / or to at least one source of electricity. single-phase electrical energy, preferably local, said system comprising first three-phase switching means for a selective connection of the three-phase supply network and second single-phase switching means for a selective connection of said at least one single-phase source, characterized in that it comprises a functional control and management unit, controlling the first and second switching means and associated with measurement or determination means, preferably multiparameter, of actual or estimated current electrical consumption on each of the phase lines of the three-phase network. customer or local, and that the second switching means have three channels in parallel that can be switched individually or simultaneously, to selectively connect, and possibly variably, said at least one single-phase source to any one or more of the three phases of the customer's three-phase network based in particular on values provided by the measuring or determining means, the connection / disconnection state of the external distribution network and / or pre-programmed instructions or criteria of priority in terms of power supply. Thus, the basic principle of the invention is to provide and implement a switching system adapting to the local configuration of single-phase equipment connection, taking into account the presence or absence of an external power supply ( supplier) and possibly pre-programmed priorities or criteria, in order to achieve optimized or maximized operation in terms of single-phase devices powered during the phases of joint supply (local and external) and during the supply phases in islet. The invention will be better understood, thanks to the following description, which relates to two preferred embodiments, given by way of non-limiting examples, and explained with reference to the accompanying diagrammatic drawings, in which FIGS. are schematic and symbolic representations of an electrical installation comprising a controlled switching system according to the invention, according to two constructive variants. The appended figures show a controlled switching system 1 for the selective connection of a customer or local three-phase electrical network 2, either to a supplier or external three-phase electrical distribution network 3, or to at least one energy source. electrical single phase 4, preferably local, or both. This system 1 essentially comprises first three-phase switching means 5 for selective connection of the three-phase supply network 3 and second single-phase switching means 6 for a selective connection of said at least one single-phase source 4.

Conformément à l'invention, ce système comprend aussi une unité 7 de contrôle et de gestion, commandant les premiers et seconds moyens de commutation 5 et 6 et associée à des moyens 8 de mesure ou de détermination, préférentiellement multiparamétriques, de la consommation électrique courante effective ou estimée sur chacune des lignes de phases Ll, L2, L3 du réseau triphasé client ou local 2, et en ce que les seconds moyens de commutation 6 présentent trois voies en parallèle 6' commutables individuellement et/ou simultanément (0, 1, 2 ou 3 voies commutées), pour relier sélectivement, et éventuellement de manière variable (dans le temps), ladite au moins une source monophasée 4 à l'une quelconque ou à plusieurs des trois phases du réseau triphasé client 2 en fonction notamment des valeurs fournies par les moyens 8 de mesure ou de détermination et/ou d'instructions ou de critères préprogrammé(e)s de priorités en termes d'alimentation. Ainsi, l'invention présente deux niveaux de flexibilité et d'adaptation optimisés, à savoir, d'une part, une flexibilité matérielle par la possibilité d'une alimentation monophasée sur l'une quelconque ou plusieurs des trois phases du réseau triphasé local 2 et, d'autre part, une flexibilité logicielle par l'application d'instructions ou de critères préprogrammé(e)s, en remplacement ou en plus des valeurs de consommation mesurées ou estimées par les moyens 8. Bien entendu, dans la pratique, l'installation électrique intégrant le réseau local 2, le système de commutation contrôlée 1 et la ou les source(s) monophasée(s) 4 et les différents autres composantes décrites ci-après, devra répondre aux exigences fixées par la réglementation, les standards et les normes en vigueur localement, tels que par exemple VDE AR N 4105 et DIN EN 50160. - 4 - Des moyens de protection du réseau et de l'installation peuvent être compris ou intégrés, dans l'unité 7, ou éventuellement être associés à cette dernière. L'unité 7 est avantageusement reliée à une unité 11 de mesure de différents paramètres électriques à l'entrée du réseau électrique triphasé local 2, entre son interface 12 de raccordement au réseau de distribution triphasé extérieur 3 et les premiers moyens 5 de commutation triphasé. Ces paramètres mesurés comprennent au moins l'intensité et la puissance consommée, mais peuvent éventuellement également comprendre 10 la tension, la fréquence et/ou le facteur de puissance. Des paramètres similaires sont mesurés par les moyens 8 sur chacune des phases Ll, L2 et L3 du réseau 2. Ainsi, en coopération avec l'unité de mesure 11 et les premiers moyens de commutation 5, l'unité 7 peut également remplir une fonction de 15 protection de réseau et de l'installation (connue en langue allemande sous la désignation "NA-Schutz"), en plus de sa fonction d'optimisation de l'alimentation du réseau local 2. Ces deux fonctions peuvent être remplies par une unité fonctionnelle 7 sous la forme : soit d'un contrôleur unique (intégrant les 20 moyens pour effectuer cette double gestion et commande - figure 1), soit de deux contrôleurs distincts 7' et 7", sous forme de deux sous-modules associés et coopérants, remplissant chacun l'une des deux fonctions (solution plus flexible et plus facile à mettre en oeuvre - figure 2). En tout état de cause, l'unité 7 reçoit des signaux de mesure des 25 moyens 8 et 11 et envoie des signaux de commande aux moyens 5 et 6. Plus précisément et comme cela ressort d'une comparaison des figures 1 et 2, l'unité de contrôle et de gestion 7 peut être constituée : - soit par l'association fonctionnelle de deux sous-modules contrôleurs 7' et 7" distincts, mais communicants entre eux, dont l'un 7' 30 assure des fonctions d'optimisation de l'alimentation du réseau local 2 et dont l'autre 7" assure des fonctions de protection du réseau et de l'installation, - soit par un unique module contrôleur 7 assurant simultanément des fonctions d'optimisation de l'alimentation du réseau local 35 2 et des fonctions de protection du réseau et de l'installation. - 5 - Les deux types de fonctions précités sont, dans les deux modes de réalisation, assurés par coopération avec les premiers et seconds moyens de commutation 5 et 6 et les moyens de mesure 8 et 11. Dans le cas d'une unité 7 intégrée, un seul composant ou 5 module suffit pour réaliser les deux types de fonctions précitées. Dans le cas d'une unité 7 à structure matérielle dissociée, dont chaque composant ou module 7' et 7" réalise ce type de fonction, on aboutit à une plus grande flexibilité et à une mise en oeuvre plus rapide, le sous-module contrôleur 7" existant déjà. 10 En relation avec l'unité de mesure 11, le sous-module contrôleur 7" commande et contrôle les premiers moyens de commutation 5. En effet, ce sous-module 7" contrôle et surveille le réseau extérieur 3 et lorsque ce réseau 3 ne fournit plus d'énergie, ce contrôleur 7" unité déconnecte le réseau client 2 du réseau fournisseur 3 en ouvrant les 15 contacteurs 5 et en mettant à disposition cette information en particulier au second contrôleur 7'. Puis, dans le cas où le réseau fournisseur 3 fournit à nouveau de l'énergie, le contrôleur 7" peut commander la fermeture des contacteurs 5 lorsque le contrôleur 7' aura ouvert les contacteurs 6 et 10 et aura 20 communiqué cette information au contrôleur 7". En accord avec une caractéristique possible de l'invention, fonction notamment du type de réseau triphasé 4 et de la nature de la ou des sources 4, le système 1 peut comprendre en outre lorsque le réseau électrique triphasé client ou local 2 comporte, en plus des trois lignes de 25 phase L 1, L2, L3 et de la ligne neutre N également une ligne de mise à la terre PE, un moyen de commutation 10 commandé par l'unité 7 de contrôle et de gestion (ou plus spécifiquement le contrôleur 7' - figure 2) et apte à relier sélectivement ladite ligne de mise à la terre PE à la ligne neutre de la source d'énergie électrique monophasée 4. 30 Selon une variante de réalisation pratique de l'installation intégrant le système de commutation contrôlée 1, et représenté schématiquement à titre d'exemple sur la figure annexée, il peut être prévu que ladite au moins une source d'énergie électrique monophasée 4 comprenne au moins un moyen 4' de stockage d'électricité, tel qu'une 35 batterie ou un ensemble de batteries et/ou au moins un moyen 4" de production d'énergie électrique monophasée, de type continu ou alternatif, - 6 - tel que par exemple un ou plusieurs panneau(x) photovoltaïque(s), une éolienne ou analogue. Lorsqu'ils sont tous deux présents, le moyen de stockage 4' et le moyen de production 4" sont montés en parallèle, leur phase étant reliée aux 5 seconds moyens 6 de commutation monophasée, par exemple sous la forme de trois contacteurs séparés en parallèle, commandés indépendamment. Comme le montre également la figure annexée, divers composants typiques, connus de l'homme du métier et conformes à la réglementation en vigueur s'appliquant, sont associés aux sources 10 monophasées 4' et 4". Ainsi, le circuit de branchement de la batterie 4 peut comprendre des fusibles 13, un double interrupteur de déconnexion 14, un convertisseur ou onduleur bidirectionnel 15, un disjoncteur différentiel 16, un disjoncteur miniature 17 (par exemple du type magnéto-thermique) et un 15 compteur électrique bidirectionnel 18. Le circuit de branchement du dispositif photovoltaïque 4" peut quant à lui comprendre un double interrupteur de déconnexion 19, un moyen 20 de protection contre les surtensions, en convertisseur ou onduleur 21, un disjoncteur différentiel 22, un disjoncteur miniature 23 (par exemple 20 du type magnéto-thermique) et un compteur électrique 24. En tête du réseau local 2, immédiatement après l'interface 12 et avant l'unité 11, est monté un disjoncteur différentiel sélectif 25. A titre d'exemples d'implémentation pratique des moyens mis en oeuvre, on peut par exemple citer : 25 - pour les premiers moyens de commutation 5 : contacteur triphasé, contacteur tri-phasé + neutre, deux contacteurs tri-phasé + neutre en série (spécifié dans la norme VDE-AR-N4105), onduleur ; - pour les seconds moyens de commutation 6 : trois contacteurs 6' commandés et contrôlés séparément ; 30 - pour les moyens de mesure 8 : tore de mesure, capteur de courant à effet Hall, capteur de puissance, sonde de mesure de tension, capteur de facteur de puissance, capteur de fréquence... L'invention a également pour objet une installation électrique comprenant un réseau électrique triphasé local 2 pouvant être relié sélectivement, de manière 35 commandée, d'une part, à un réseau de distribution électrique triphasé extérieur 3 et, d'autre part, à au moins une source d'énergie électrique - 7 - monophasée 4, installation caractérisée en ce qu'elle comprend également un système 1 de commutation contrôlée tel que décrit précédemment. Enfin, l'invention concerne aussi un procédé de contrôle et de gestion de l'alimentation d'un réseau électrique local triphasé 2, en particulier domestique, auquel sont raccordés des réseaux secondaires et/ou des dispositifs consommateurs monophasés 9, ledit réseau électrique local 2 pouvant être alimenté sélectivement par un réseau 3 de distribution électrique triphasé fournisseur ou extérieur et/ou par au moins une source d'énergie électrique monophasée 4, préférentiellement locale, ce par l'intermédiaire d'un système 1 de commutation contrôlée du type décrit précédemment qui comprend notamment des premiers moyens 5 de commutation triphasée pour un raccordement sélectif du réseau triphasé fournisseur 3 audit réseau local 2 et des seconds moyens 6 de commutation monophasée pour un raccordement sélectif de ladite au moins une source monophasée 4. Ce procédé est caractérisé en ce qu'il consiste à mesurer, préférentiellement en permanence, la consommation électrique courante effective ou à déterminer une consommation courante estimée, pour chacune des lignes L 1, L2, L3 des phases du réseau triphasé client ou local 2, par l'intermédiaire de moyens 8 de mesure ou de détermination correspondant associés à chaque phase et délivrant les valeurs mesurées ou estimées à une unité 7 de contrôle et de gestion et, dans un mode de fonctionnement normal, dans lequel le réseau local 2 est raccordé au réseau extérieur 3, à commander par l'intermédiaire de l'unité fonctionnelle 7 les seconds moyens de commutation 6 de manière à relier la source monophasée 4 à la phase L1, L2 ou L3 du réseau local 2 présentant la consommation courante ou la demande de puissance la plus importante, ou éventuellement à une ou des phases déterminé(e)s (L1, L2, L3) en fonction d'instructions préprogrammées et/ou de priorités d'alimentation choisies. En outre, le procédé peut consister en cas de défaillance du réseau extérieur 3, à déconnecter le réseau local 2 de ce dernier en commutant les premiers moyens 5 à l'ouverture et à commuter les contacteurs 6' des seconds moyens 6 en position de fermeture des trois voies de manière à raccorder les trois phases L 1, L2, L3 à la source monophasée 4, le réseau local 2 fonctionnant alors en mode îlot ou insulaire (avec fermeture du moyen de commutation 10). De manière complémentaire, le procédé peut aussi consister, lorsque le réseau local 2 fonctionne en mode insulaire et que les conditions - 8 - pour une alimentation par le réseau extérieur 3 sont à nouveau remplies, à commander l'ouverture des seconds moyens de commutation 6 et du moyen de commutation 10 relative à la ligne de mise à la terre PE, puis à commander la fermeture des premiers moyens de commutation 5 et à configurer les seconds moyens de commutation 6 de manière à relier les moyens d'alimentation monophasée 4 à la phase Ll, L2, L3 du réseau local 2 présentant la consommation courante ou la demande de puissance la plus élevée. Enfin, dans le cadre d'une configuration de fonctionnement particulière, le procédé peut éventuellement consister, lorsque le réseau local 2 n'est alimenté que par le réseau extérieur 3, à basculer, lorsque des conditions prédéterminées sont remplies, l'alimentation du réseau client ou local 2 depuis le réseau fournisseur 3 vers la ou une source monophasée 4 en commandant les premiers et seconds moyens de commutation 5 et 6 par l'intermédiaire de ladite unité de contrôle et de gestion 7, de manière à relier sélectivement, et éventuellement de manière variable, ladite au moins une source monophasée 4 à l'une quelconque ou à plusieurs des trois phases du réseau triphasé client 2 en fonction notamment des valeurs fournies par les moyens 8 de mesure ou de détermination et/ou d'instructions ou de critères préprogrammé(e)s de priorités en termes d'alimentation, le réseau client ou local 2 fonctionnant alors en mode ilote ou insulaire monophasé, sur une ligne de phase ou sur plusieurs lignes de phase reliées entre elles. A titre d'exemples illustratifs de fonctionnements pratiques, on décrit ci-après différents modes de fonctionnement possibles en relation avec le mode de réalisation de la figure 2, c'est-à-dire mettant en oeuvre une unité 7 comprenant deux sous-modules contrôleurs 7' et 7". En mode dit de fonctionnement normal (le réseau fournisseur 3 est connecté au réseau client 2), le générateur photovoltaïque 4" et l'organe de stockage 4' sont connectés à une seule phase, par exemple à la phase 1 L1 du réseau client 2. Lorsque les détecteurs 8 mesurent alors une charge faible sur la phase 1 (L1) et une charge plus importante sur la phase 2 (L2), le contrôleur 7' commande l'ouverture du contacteur 6' associé à la phase L1 et la fermeture du contacteur 6' associé à la phase (L2), ce qui permet d'alimenter la phase du réseau client la plus demandeuse d'énergie (ici L2) par l'alimentation photovoltaïque 4". On aboutit ainsi à une optimisation de la consommation électrique facturée, en réduisant l'alimentation par le réseau extérieur 3. - 9 - Un autre mode de fonctionnement apparait lorsque le réseau fournisseur 3 ne fournit plus d'énergie. Dans ce cas, le contrôleur 7" détecte ce manque d'énergie fournie (via l'unité 11), déconnecte le réseau fournisseur 3 du réseau client 2 5 grâce aux contacteurs 5 et envoie l'information que le réseau fournisseur 3 est déconnecté au contrôleur 7'. A ce moment, ce contrôleur 7' envoie une commande de fermeture des trois contacteurs 6 des moyens de commutation 6 afin de connecter les trois phases Ll L2 et L3 à la source 4. Additionnellement, il ferme également le contacteur 10 pour activer la 10 protection de terre PE sur le réseau client 2 dans ce cas de fonctionnement : ainsi l'installation locale travaille en autonomie totale (mode en ilot), l'énergie fournie par la source 4 étant répartie dans les trois phases Ll L2 et L3, ou dans une ou deux phases privilégiées (priorités programmées) ou présentant les consommations les plus importantes. 15 Quand l'énergie du réseau fournisseur 3 est à nouveau disponible (détecté par le biais de 11), le contrôleur 7' commande d'abord la réouverture des contacteurs 6 et 10 et envoie au contrôleur 7" l'information que les contacteurs 5 peuvent être à nouveau fermés pour connecter le réseau fournisseur 3 au réseau client 2. 20 Après cette reconnexion au réseau fournisseur 3, le contrôleur 7' (ayant reçu l'information que le réseau local ou client 2 est reconnecté au réseau fournisseur ou extérieur 3), reconnecte l'alimentation 4 à la phase (Lx) consommant le plus de courant en fonction des informations envoyées par les moyens de mesures 8. 25 Comme évoqué précédemment, l'unité 7 gère à la fois le basculement de l'alimentation du réseau local 2 depuis le triphasé vers le monophasé et le basculement depuis le monophasé (fourniture par production endogène) vers le triphasé (fourniture extérieure). De plus, en cas d'alimentation provenant uniquement de 30 l'extérieur, l'énergie électrique fournie par les moyens de production locaux 4" (photovoltaïque, éolien,...) est stockée dans la batterie 4'. Un facteur apte à déclencher le triphasé / monophasé peut être constitué par l'atteinte d'un niveau de chargement critique de la batterie, éventuellement combinée à une consommation électrique courante 35 majoritairement sur une seule des phases du réseau local 2. Un facteur apte à déclencher le basculement de l'alimentation monophasée locale vers l'alimentation triphasée extérieure peut être - 10 - constitué par l'atteinte d'un niveau critique bas de la charge de la batterie 4', éventuellement combinée avec une information de disponibilité d'énergie dans le réseau fournisseur 3 et d'une insuffisance de production d'électricité en provenance du moyen 4".According to the invention, this system also comprises a control and management unit 7, controlling the first and second switching means 5 and 6 and associated with means 8 for measuring or determining, preferably multiparameter, the current electrical consumption. effective or estimated on each of the phase lines L1, L2, L3 of the customer or local three-phase network 2, and in that the second switching means 6 have three channels in parallel 6 'switchable individually and / or simultaneously (0, 1, 2 or 3 switched channels), for selectively connecting, and optionally variably (in time), said at least one single-phase source 4 to any one or more of the three phases of the customer's three-phase network 2, depending in particular on the values provided by the measuring means 8 or determination and / or instructions or pre-programmed priority criteria in terms of power. Thus, the invention has two levels of flexibility and optimized adaptation, namely, on the one hand, a material flexibility by the possibility of a single-phase power supply on any one or more of the three phases of the local three-phase network 2 and, on the other hand, a software flexibility by the application of pre-programmed instructions or criteria, replacing or in addition to the consumption values measured or estimated by the means 8. Of course, in practice, the electrical installation incorporating the local network 2, the controlled switching system 1 and the source (s) single phase (s) 4 and the various other components described below, must meet the requirements set by the regulations, the standards and the standards in force locally, such as for example VDE AR N 4105 and DIN EN 50160. - 4 - Means of protection of the network and the installation can be included or integrated, in the unit 7, or even to be associated with it. The unit 7 is advantageously connected to a unit 11 for measuring different electrical parameters at the input of the local three-phase electrical network 2, between its interface 12 for connection to the external three-phase distribution network 3 and the first three-phase switching means. These measured parameters include at least the intensity and power consumed, but may also optionally include voltage, frequency and / or power factor. Similar parameters are measured by the means 8 on each of the phases L1, L2 and L3 of the network 2. Thus, in cooperation with the measurement unit 11 and the first switching means 5, the unit 7 can also fulfill a function network protection and installation (known in German under the designation "NA-Schutz"), in addition to its function of optimizing the power supply of the local network 2. These two functions can be fulfilled by a functional unit 7 in the form of either a single controller (integrating the means for performing this dual management and control - FIG. 1), or two separate controllers 7 'and 7 ", in the form of two associated sub-modules and each of them fulfilling one of the two functions (a solution that is more flexible and easier to implement - FIG. 2) In any case, the unit 7 receives measurement signals from the means 8 and 11 and sends control signals to means 5 and 6. More precisely, and as is apparent from a comparison of FIGS. 1 and 2, the control and management unit 7 can be constituted: either by the functional association of two distinct controller sub-modules 7 'and 7 ", but communicating with each other, one of which 7 '30 provides functions of optimizing the power supply of the local network 2 and the other 7 "provides protection functions of the network and the installation, - or by a single controller module 7 simultaneously providing functions for optimizing the power supply of the local network 35 2 and the protection functions of the network and the installation. The two types of functions mentioned above are, in the two embodiments, provided by cooperation with the first and second switching means 5 and 6 and the measuring means 8 and 11. In the case of an integrated unit 7 only one component or module suffices to perform the two types of functions mentioned above. In the case of a unit 7 with a dissociated hardware structure, of which each component or module 7 'and 7 "performs this type of function, the result is greater flexibility and faster implementation, the controller sub-module 7 "already existing. In relation to the measurement unit 11, the controller sub-module 7 "controls and controls the first switching means 5. In effect, this sub-module 7" controls and monitors the external network 3 and when this network 3 provides more power, this controller 7 "unit disconnects the client network 2 from the provider network 3 by opening the 15 contactors 5 and making this information available in particular to the second controller 7 '.Then, in case the provider network 3 again supplies power, the controller 7 "can control the closing of the contactors 5 when the controller 7 'has opened the contactors 6 and 10 and will have communicated this information to the controller 7". In accordance with a possible characteristic of the invention, which is a function, in particular, of the type of three-phase network 4 and the nature of the source or sources 4, the system 1 can furthermore comprise when the customer's or local three-phase electrical network 2 comprises, in addition to three phase lines L 1, L 2, L 3 and the neutral line N also a grounding line PE, a switching means 10 controlled by the control and management unit 7 (or more specifically the controller 7). FIG. 2) and capable of selectively connecting said PE grounding line to the neutral line of the single-phase electrical energy source 4. According to a practical variant of the installation incorporating the controlled switching system 1 , and diagrammatically represented by way of example in the appended figure, it may be provided that said at least one single-phase electrical energy source 4 comprises at least one means 4 'for storing electricity, such as a battery or a set of batteries and / or at least one means 4 "of single-phase electrical energy production, of continuous or alternating type, such as for example one or more photovoltaic panel (s), a wind turbine or the like . When they are both present, the storage means 4 'and the production means 4 "are connected in parallel, their phase being connected to the second single-phase switching means 6, for example in the form of three separate contactors in parallel. As also shown in the appended figure, various typical components, known to those skilled in the art and in accordance with the applicable regulations in force, are associated with the single-phase sources 4 'and 4 ". Thus, the circuit for connecting the battery 4 may comprise fuses 13, a double disconnection switch 14, a bidirectional converter or inverter 15, a differential circuit breaker 16, a miniature circuit-breaker 17 (for example of the magneto-thermal type) and a Bidirectional electricity meter 18. The connection circuit of the photovoltaic device 4 "may in turn comprise a double disconnect switch 19, a means 20 for protection against overvoltages, converter or inverter 21, a differential circuit breaker 22, a miniature circuit breaker 23 (for example 20 of the magneto-thermal type) and an electric meter 24. At the head of the local network 2, immediately after the interface 12 and before the unit 11, is mounted a selective differential circuit breaker 25. As examples Practical implementation of the means used, for example: - for the first switching means 5: three-phase contactor, contactor t ri-phased + neutral, two tri-phased + neutral contactors in series (specified in VDE-AR-N4105), inverter; for the second switching means 6: three contactors 6 'controlled and controlled separately; For measurement means 8: measuring toroid, Hall effect current sensor, power sensor, voltage measuring probe, power factor sensor, frequency sensor, etc. The invention also relates to a electrical installation comprising a local three-phase electrical network 2 which can be connected selectively, on the one hand, to an external three-phase electrical distribution network 3 and, on the other hand, to at least one source of electrical energy - 7 - single-phase 4, installation characterized in that it also comprises a controlled switching system 1 as described above. Finally, the invention also relates to a method for controlling and managing the supply of a three-phase local electrical network 2, in particular domestic, to which secondary networks and / or single-phase consumer devices 9 are connected, said local electrical network. 2 which can be selectively powered by a supplier or external three-phase electrical distribution network 3 and / or by at least one single-phase, preferably local, electrical energy source 4, by means of a controlled switching system 1 of the type described previously comprising first three-phase switching means 3 for selective connection of the three-phase network supplier 3 to said local network 2 and second single-phase switching means 6 for a selective connection of said at least one single-phase source 4. This method is characterized in that what it consists in measuring, preferably permanently, the actual current electrical consumption or to determine an estimated current consumption, for each of the lines L 1, L 2, L 3 of the phases of the customer or local three-phase network 2, by means 8 of measuring or corresponding determination associated with each phase and delivering the measured or estimated values to a control and management unit 7 and, in a normal operating mode, in which the local network 2 is connected to the external network 3, to be controlled by means of the functional unit 7. second switching means 6 so as to connect the single-phase source 4 to the phase L1, L2 or L3 of the local network 2 having the current consumption or the largest power demand, or possibly to one or more phases determined (e) s (L1, L2, L3) according to pre-programmed instructions and / or selected power priorities. In addition, the method may consist in the event of failure of the external network 3, disconnecting the local network 2 of the latter by switching the first means 5 to the opening and switch the contactors 6 'of the second means 6 in the closed position of the three channels so as to connect the three phases L 1, L 2, L 3 to the single-phase source 4, the local network 2 then operating in island or island mode (with closure of the switching means 10). In a complementary manner, the method may also consist, when the local network 2 is operating in island mode and the conditions for a supply by the external network 3 are again met, to control the opening of the second switching means 6 and switching means 10 relative to the grounding line PE, then controlling the closing of the first switching means 5 and configuring the second switching means 6 so as to connect the single-phase supply means 4 to the phase L1, L2, L3 of the local network 2 having the current consumption or the highest power demand. Finally, in the context of a particular operating configuration, the method may possibly consist, when the local network 2 is only powered by the external network 3, to switch, when predetermined conditions are met, the power supply network client or local 2 from the supplier network 3 to the or a single-phase source 4 by controlling the first and second switching means 5 and 6 via said control and management unit 7, so as to connect selectively, and possibly in a variable manner, said at least one single-phase source 4 to any one or more of the three phases of the customer's three-phase network 2 as a function in particular of the values provided by the measurement or determination means 8 and / or instructions or pre-programmed priority criteria in terms of power supply, the client or local network 2 then operating in island or single-phase island mode, on a line phase or on several phase lines connected to each other. By way of illustrative examples of practical operations, various possible modes of operation are described below, in relation to the embodiment of FIG. 2, that is to say implementing a unit 7 comprising two submodules. 7 'and 7' 'controllers In the so-called normal operation mode (the supplier network 3 is connected to the customer network 2), the photovoltaic generator 4 "and the storage device 4' are connected to a single phase, for example to the phase 1 L1 of the customer network 2. When the detectors 8 then measure a low load on the phase 1 (L1) and a higher load on the phase 2 (L2), the controller 7 'controls the opening of the contactor 6' associated at phase L1 and the closing of the contactor 6 'associated with the phase (L2), which makes it possible to feed the phase of the most demanding customer network of energy (here L2) by the photovoltaic power supply 4 ". thus to an optimization of the electrical consumption f This mode of operation is reduced by reducing the power supply via the external network 3. Another mode of operation appears when the supplier network 3 no longer supplies energy. In this case, the controller 7 "detects this lack of energy supplied (via the unit 11), disconnects the provider network 3 of the customer network 2 5 through the contactors 5 and sends the information that the provider network 3 is disconnected at the At this moment, this controller 7 'sends a closing command of the three contactors 6 of the switching means 6 in order to connect the three phases L1 L2 and L3 to the source 4. Additionally, it also closes the contactor 10 to activate the PE earth protection on the customer network 2 in this case of operation: thus the local installation works in total autonomy (island mode), the energy supplied by the source 4 being distributed in the three phases L1 L2 and L3, or in one or two privileged phases (programmed priorities) or with the largest consumptions 15 When the supply network energy 3 is again available (detected through 11), the controller 7 'c first controls the reopening of the contactors 6 and 10 and sends the controller 7 "the information that the contactors 5 can be closed again to connect the provider network 3 to the customer network 2. After reconnection to the supplier network 3, the controller 7 '(having received the information that the local network or client 2 is reconnected to the provider or external network 3), reconnects the power supply 4 to the phase (Lx) consuming the most current according to the information sent by the means As previously mentioned, the unit 7 manages both the switching of the supply of the local network 2 from the three-phase to the single-phase and the switching from the single-phase (supply by endogenous production) to the three-phase (supply exterior). In addition, in case of power supply coming solely from the outside, the electrical energy supplied by the local production means 4 "(photovoltaic, wind, etc.) is stored in the battery 4 '. tripping three-phase / single-phase can be constituted by the achievement of a critical battery charging level, possibly combined with current electricity consumption mainly on one of the phases of the local network 2. A factor able to trigger the switchover of the local single-phase power supply to the external three-phase power supply may be constituted by the achievement of a low critical level of the charge of the battery 4 ', possibly combined with information of energy availability in the supplier network 3 and a shortfall in power generation from the medium 4 ".

Dans le cas où la batterie 4' atteint un niveau critique bas mais que le moyen 4" produit suffisamment d'énergie pour combler la demande des consommateurs 9 reliés au réseau local 2 (mesurée par les moyens de mesure 8), le système 1 ne déclenche pas le basculement alimentation monophasée / alimentation triphasée.In the case where the battery 4 'reaches a critical low level but the means 4 "produces enough energy to meet the demand of consumers 9 connected to the local network 2 (measured by the measuring means 8), the system 1 does not does not trip the single-phase power supply / three-phase power supply.

L'invention a été décrite plus particulièrement en relation avec un régime de neutre particulier. Néanmoins, les adaptations mineures du système 1 pour sa mise en oeuvre avec un autre régime de neutre (TT/IT/TN) sont à la portée de l'homme du métier et ne sortent pas du domaine de protection de l'invention.The invention has been described more particularly in relation to a particular neutral regime. Nevertheless, the minor adaptations of the system 1 for its implementation with another neutral system (TT / IT / TN) are within the abilities of those skilled in the art and do not go beyond the scope of protection of the invention.

A ce sujet, il est bien entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.In this regard, it is understood that the invention is not limited to the embodiments described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of protection of the invention.

Claims

REVENDICATIONS1. Controlled switching system for the selective connection of a customer or local three-phase electrical network (2) to a supplier or external three-phase electrical distribution network (3) and / or to at least one single-phase electrical energy source (4), preferably local, said system (1) comprising first three-phase switching means (5) for a selective connection of the three-phase supply network (3) and second single-phase switching means (6) for a selective connection of said at least one single-phase source (4), system (1) characterized in that it comprises a functional unit (7) for control and management, controlling the first and second switching means (5 and 6) and associated with measuring means (8) or determination, preferably multiparametric, actual or estimated current electrical consumption on each of the lines of phases (L1, L2, L3) of the customer or local three-phase network (2), and in that the second switching means (6) have three parallel channels (6 ') which can be switched individually or simultaneously, to selectively and possibly variably connect said at least one single-phase source (4). ) to any one or more of the three phases of the customer's three-phase network (2) in particular according to the values provided by the measuring or determining means (8), the connection / disconnection state of the external distribution network (3) and / or pre-programmed instructions or criteria for feeding priorities.

2. Controlled switching system according to claim 1, characterized in that the control and management unit (7) integrates and / or is associated with means for protecting the network and the installation and in that it is connected to a unit (11) for measuring different electrical parameters at the input of the local three-phase electrical network (2), between its interface (12) for connection to the external three-phase distribution network (3) and the first switching means three-phase (5), namely at least the power consumed and the intensity, and possibly the frequency, the voltage and / or the power factor, as with the means (8) of measurement or determination. -

Controlled switching system according to claim 2, characterized in that the control and management unit (7) is constituted by the functional association of two separate but communicating control sub-modules (7 'and 7 "). between them, one of which (7 ') provides functions for optimizing the power supply of the local network (2) and the other of which (7 ") provides protection functions for the network and the installation; in cooperation with the first and second switching means (5 and 6) and the measuring means (8 and 11).

Controlled switching system according to Claim 2, characterized in that the control and management unit (7) consists of a single controller module simultaneously providing functions for optimizing the supply of the local network (2). and protection functions of the network and the installation, in cooperation with the first and second switching means (5 and 6) and the measuring means (8 and 11).

5. Controlled switching system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it further comprises, when the customer or local three-phase electrical network (2) comprises, in addition to the three phase lines (L1, L2, L3) and of the neutral line (N), also a grounding line (PE), a switching means (10) controlled by the control and management unit (7) and capable of selectively connecting said grounding line (PE) at the neutral line of the single-phase electrical energy source (4).

6. Controlled switching system according to any one of claims 1 to 5, characterized in that said at least one source of single-phase electrical energy (4) comprises at least one means (4 ') for storing electricity, such as a battery or a set of batteries.

7. Controlled switching system according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said at least one source of single-phase electrical energy (4) comprises at least one means (4 ") for producing electrical energy single-phase, continuous or alternating type, such as for example one or more photovoltaic panel (s), a wind turbine or the like.

8. Controlled switching system according to claims 6 and 7, characterized in that the storage means (4 ') and the production means (4 ") are connected in parallel, their phase being connected to the second means. (6) single-phase switching, for example in the form of three contactors (6 ') separated in parallel and controlled independently.

9. Electrical installation comprising a local three-phase electrical network (2) which can be connected selectively, in a controlled manner, on the one hand to an external three-phase electrical distribution network (3) and, on the other hand, to at least one source single-phase electrical energy system (4), characterized in that it also comprises a controlled switching system (1) according to any one of claims 1 to 8.

10. A method for controlling and managing the supply of a three-phase (2) local electrical network, in particular a domestic network, to which secondary networks and / or single-phase consumer devices (9) are connected, said local electrical network (2) ) that can be selectively supplied by a supplier and / or external three-phase electrical distribution network (3) or by at least one source of single phase electrical energy (4), preferably local, via a system (1) controlled switching device according to any one of claims 1 to 9, which comprises in particular first three-phase switching means (5) for selective connection of the three-phase network supplier (3) to said local network (2) and second means (6) single-phase switching device for a selective connection of said at least one single-phase source (4), characterized in that it consists in measuring, preferably continuously, the actual current electrical consumption, or determining an estimated current consumption, for each of the phase lines (L1, L2, L3) of the customer or local three-phase network (2), by means (8) for measuring or determining corresponding to each phase and delivering the measured or estimated values to a control and management unit (7), and in a normal operating mode, in which the local area network (2) is connected to the external network (3), to controlling, via the functional unit (7), the second switching means (6) so as to connect the single-phase source (4) to the phase (L1, L2 or L3) of the local area network (2) presenting the consumption current or the largest power demand, or possibly at one or more determined phases (L1, L2, L3) according to pre-programmed instructions and / or selected power priorities.

11. The method as claimed in claim 10, characterized in that, in the event of failure of the external network (3), disconnecting the local network (2) from the latter by switching the first means (5) to opening and switching the contactors (6 ') of the second means (6) in the closed position of the three channels so as to connect the three phases (L1, L2, L3) to the single-phase source (4), the local network (2) then operating in island or island mode.

12. Method according to claim 11, characterized in that it consists, when the local network (2) operates in island mode and the conditions for a supply by the external network (3) are again met, to control the opening the second switching means (6) and the switching means (10) relative to the grounding line (PE), controlling the closing of the first switching means (5) and configuring the second switching means (6) so as to connect the single-phase power supply means (4) to the phase (L1, L2, L3) of the local network (2) having the current consumption or the highest power demand.

13) Method according to any one of claims 10 to 12, characterized in that it consists, in the case where the local network (2) is powered only by the external network (3), to switch, when predetermined conditions are met, supplying the customer or local network (2) from the provider network (3) to the or a single-phase source (4) by controlling the first and second switching means (5 and 6) via of said control and management unit (7), so as to selectively and possibly variably connect said at least one single-phase source (4) to any one or more of the three phases of the customer's three-phase network (2). ) in particular according to the values provided by the measuring or determining means (8) and / or pre-programmed instructions or criteria of priorities in terms of power supply, the client or local network (2) then operating in island or monopha island mode , On a phase line or several phase lines interconnected.