WO2012020187A1 - Procede et dispositif de controle d'une manoeuvre d'un organe mobile d'un sectionneur - Google Patents

Procede et dispositif de controle d'une manoeuvre d'un organe mobile d'un sectionneur Download PDF

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WO2012020187A1
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angular position
power
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motor
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Franck Guillon
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Societe Dauphinoise De Constructions Electromecaniques
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/26—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using dynamo-electric motor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H3/00—Mechanisms for operating contacts
    • H01H3/22—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism
    • H01H3/26—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using dynamo-electric motor
    • H01H2003/266—Power arrangements internal to the switch for operating the driving mechanism using dynamo-electric motor having control circuits for motor operating switches, e.g. controlling the opening or closing speed of the contacts

Definitions

  • the invention relates to the field of high and medium voltage disconnector control devices, and more particularly relates to a method and a device for controlling the opening and closing maneuver of these disconnectors.
  • a disconnector is an electrical apparatus including one or more movable members which, placed in the open position, can electrically isolate a line section of an electrical network, for example for safe human intervention on this section of isolated line.
  • the disconnector is coupled to a control device adapted to actuate the movable members according to the operating commands received. More specifically, the direction of movement of a movable member is determined by the configuration of a power supply circuit of a motor driven by a control unit. Examples of control devices are detailed in documents FR 2 931 995 and FR 2 904 469 of the Applicant.
  • the power supply of the motor for a sufficient duration makes it possible to ensure the displacement of the movable members to cause either the opening or the closing of the disconnector.
  • the disconnector since the disconnector has no breaking capacity, the electrical equipment downstream of the electrical network must be stopped before the opening operation of the disconnector to prevent opening of the disconnector, the appearance of an electric arc. due to opening in load which may cause damage. Similarly, for obvious safety reasons, it is absolutely imperative that the disconnector does not close unexpectedly.
  • the present invention aims to provide a low-cost solution and easy to implement to increase the safety of people to intervene on an isolated line section. Presentation of the invention
  • the invention proposes in particular a solution for monitoring and detecting a connection fault, such as a connection break, between the electrical control device and the disconnector.
  • the solution of the invention consists in particular in monitoring the evolution of the operating torque of the movable member, or the force provided by the motor to maneuver the movable member, during the opening or closing operation of the disconnector .
  • the invention thus relates to a method of controlling a maneuver of at least one movable member of a disconnector, the member being set in motion by a transmission mechanism driven by an electric motor powered by a circuit of power supply controlled by a control unit according to an order of maneuver.
  • control method comprises at least:
  • the monitoring of the evolution of the maneuvering torque is notably achieved by the acquisition, during the maneuver, of values such as the instantaneous angular position of one of the elements constituting the transmission system and the instantaneous power. corresponding provided to the engine, the measured instantaneous angular position being in particular representative of the instantaneous position of the movable member of the disconnector.
  • the measurement of these values in particular makes it possible to know the evolution of the operating torque or of the torque supplied by the engine in real time, and to detect any connection faults existing between the control device and the disconnector.
  • a table of values or a reference curve representative of the evolution of the operating torque or of the torque supplied by the motor, the table of values or the reference curve giving, for example, the power supplied. by the motor according to the angular position of the element of the transmission system in a faultless operation.
  • the table of values or the reference curve giving, for example, the power supplied. by the motor according to the angular position of the element of the transmission system in a faultless operation.
  • the existence of a fault between the control device and the movable member of the disconnector during the maneuver can result in the location of operating points. in an area below or above the reference curve, each of the operating points being defined by the instantaneous measured angular position and the corresponding measured instantaneous power.
  • the operating point may be a defect related to sub-torque operation, or may result from a break in electrical or mechanical connection between the control device and the disconnector.
  • the operating point may be a fault related to over-torque operation that may result from blocking the transmission.
  • mechanical torque motor to the movable member of the disconnector.
  • the zone situated above the reference curve and corresponding to an over-torque operation is such that for a given value of the angular position, the value of the corresponding instantaneous power is 50% greater than the value the corresponding reference power given by the reference curve.
  • the area below the reference curve and corresponding to a sub-torque operation is such that for a given value of the angular position, the value of the corresponding instantaneous power is 15% lower than the value. the corresponding reference power given by the reference curve.
  • the area below the reference curve that may correspond to a connection break between the control device and the disconnector is such that for a given value of the angular position, the value of the corresponding instantaneous power is less than 20% to the value of the corresponding power given by the reference curve.
  • the measurement of the instantaneous power comprises the measurement of the motor current and the measurement of the motor voltage, or one of these two values, when the other is known, for example because it is constant.
  • the method further comprises generating an over-torque operation indication signal when the measured instantaneous power is greater than the corresponding reference power for said measured instantaneous angular position.
  • the control method may further include generating a sub-torque operation indication signal when the measured instantaneous power is less than the corresponding reference power for said measured instantaneous angular position.
  • the measurement of the angular position may comprise the measurement of an instantaneous resistance value representative of the angular position of the element of the transmission mechanism with respect to a reference position corresponding to the opening or closing of the disconnector .
  • the invention also relates to a device for controlling a maneuver of at least one movable member of a disconnector for opening or closing the disconnector, this member being set in motion by a transmission mechanism driven by a electric motor powered by a supply circuit controlled by a control unit according to a maneuver order.
  • the control device comprises at least:
  • a calculation unit able to compare, for each angular position, the measured instantaneous power with respect to a reference electric power which is a function of said measured instantaneous angular position, and to generate a fault indication signal when said measured instantaneous power differs of said reference power of at least one predetermined value in an equally predetermined tolerance range.
  • the module for measuring the instantaneous power may comprise a unit for measuring the motor current and a unit for measuring the motor voltage.
  • the module for measuring the instantaneous angular position comprises an angular position sensor intended to be coupled to a rotary shaft constituting one of the elements of the transmission system, and capable of generating an electrical signal representative of the instantaneous angular position of the rotating shaft.
  • an angular position sensor intended to be coupled to a rotary shaft constituting one of the elements of the transmission system, and capable of generating an electrical signal representative of the instantaneous angular position of the rotating shaft.
  • various types of sensors can be used, and in particular rotary potentiometers, but also Hall effect sensors, magneto-resistive sensors, or optoelectronic sensors.
  • the invention also relates to a control device for operating at least one movable member of a disconnector for opening or closing said disconnector, said control device comprising at least one electric motor powered by a circuit power supply controlled by a control unit according to a maneuver order, said motor being adapted to put the body in motion via a transmission system.
  • the controller may further include the control device described above.
  • FIG. 1 is a schematic representation of the disconnector control device incorporating the maneuvering control device according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 is a schematic representation of the reference curve as well as under-torque and over-torque zones according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 is a schematic representation of the reference curve and high and low tolerance curves according to another embodiment of the invention.
  • a control device 1 is configured to operate a movable member of a disconnector 2, for opening or closing.
  • the control device 1 comprises a transmission mechanism formed in particular of a rotary shaft 3 coupled to the movable member of the disconnector 2 and driven by an electric motor 5 via a reduction stage 4.
  • a control unit 7 drives a control circuit. supply 6 of the engine 5 according to the received operating order so as to rotate the engine 5 in one direction or another.
  • the shape of the evolution of the operating torque of the movable member remains substantially identical to each use, and this over several years. It is therefore possible to draw a reference curve or to establish a table of values representative of the evolution of the operating torque of the member in a flawless operation, and to compare the evolution of this maneuvering torque during of the maneuver, to detect the existence of a possible malfunction or electrical connection between the control device and the disconnector.
  • the reference curve or the table of values can for example be determined at the beginning of the installation of the disconnector and control device system.
  • This control device can be integrated in the control device 1 and comprises in particular:
  • the reference power P re t (0) can be given by a table of values or a reference curve C ref ( Figure 2) representative of the variation of the power supplied by the motor in function of the angular position measured in a particular mode of operation, for example without defects.
  • the module for measuring the angular position may be a rotary potentiometer 8 coupled to the shaft 3 so as to generate an instantaneous resistance R instant representative of the instantaneous angular position ⁇ of the shaft relative to a reference position.
  • the measuring module can be integrated in the control unit 7, which thus ensures both the motor control and the torque monitoring.
  • the invention also covers variants in which both functions are performed by separate subsets.
  • the control unit 7 receives the instantaneous resistance value R generated by the rotary potentiometer 8 via the electrical connections 9, and determines, from this resistance value R, the angular position ⁇ instantaneous tree 3.
  • the calculation unit can also be integrated in the control unit 7.
  • the control unit 7 receives the value of the measured motor current I via an electrical connection 10, as well as the value of the voltage U of the motor measured via another electrical connection 11.
  • the control unit 7 determines, from these measured current I and voltage U values, the instantaneous power P supplied to the motor 5 by the circuit d supply 6 to position the movable member in the instantaneous angular position.
  • control unit 7 determines the instantaneous power P supplied to the motor 5 (and therefore the effort provided to operate the disconnector 2) as well as the angular position ⁇ instant representative of the position of the movable member during the maneuver, and compares this operating point thus determined to the reference curve C ref , this reference curve C ref being able to stored in the control unit 7.
  • control unit 7 carries out the control method which notably comprises:
  • the measurement of the angular position ⁇ instantaneous of the shaft 3 with respect to the reference angular position for example by measuring the instantaneous resistance R instant representative of the angular position ⁇ of the shaft 3 relative to the position of reference;
  • the measurement of the corresponding instantaneous power P supplied to the motor for example by measuring the current I and the voltage U of the motor 5;
  • first zone ZI FOG. of the reference curve C ref
  • This first zone ZI can be such that for a given value of the angular position ⁇ , the value of the corresponding instantaneous power P is 50% greater than the value of the corresponding reference power given by the reference curve C ref for the same value of the angular position ⁇ .
  • the operating point when the operating point is located in a second zone Z2 (FIG. 2) located below the reference curve C ref , it may be a defect related to sub-torque operation. , and because of this, it is possible to provide an adjustment of the engine power.
  • the second zone Z2 is such that for a given value of the angular position ⁇ , the value of the corresponding instantaneous power P is 15% lower than the value of the corresponding power P given by the reference curve C ref for the same value of the angular position ⁇ .
  • the operating point when the operating point is located in a third zone Z3 (FIG. 2) located below the reference curve C ref , it can be a defect linked to a connection break, this third zone Z3 being such that for a given value of the angular position ⁇ , the value of the instantaneous power P instant is negligible compared to the power required to operate the disconnector, for example less than 20% to the value of the corresponding power given by the reference curve for the same value of the angular position.
  • the zone of over-torque ZI is defined in particular by the area situated above the high curve C h
  • the sub-torque zone Z2 is defined by the area below the low curve C b .
  • the area between the two high curves C h and low C b defines an acceptable operating area. Thus, any operating point outside this acceptable operating area preferably causes the generation of a fault indication signal.
  • the high and low curves form an envelope of the reference curve.
  • the low curve C b can be obtained by transforming the reference curve C ref , keeping the low curve at a distance and under the reference curve.
  • this low curve C b can be obtained by drawing the lower envelope given by circles of a first radius and centered on the points of the reference curve.
  • the high curve C b can be obtained by transforming the reference curve C ref , keeping the high curve at a distance and above the reference curve.
  • this high curve C h can be obtained by plotting the upper envelope given by circles of a second radius and centered on the points of the reference curve. The second radius is preferably greater than the first radius.
  • the high curves C h and low C b may also be obtained by applying, at the points of the reference curve C ref , a gain so that the high and low curves are offset in the power axis. relative to the reference curve, and a positive or negative offset depending on the direction of variation of the curve C ref , so that the high and low curves are offset in the axis of the angular positions with respect to the curve reference.
  • the reference curve C ref exhibits stable zones corresponding to a stable evolution of the torque and transient zones for which the torque increases or falls sharply, it is possible to apply corrections to these transient zones so as to clearly dissociate the high and low curves of the reference curve at these transient zones.
  • the control of the operating torque of the disconnector in real time makes it possible to detect operation in sub-torque or over-torque, but also a break in connection between the control device and the disconnector.
  • the invention also has the advantage that the angular information redundant information of the sensors (contacts) limit switches commonly used in disconnecting systems, and therefore to improve safety.
  • the measured curve ⁇ ( ⁇ ) and its interpretation by the calculation unit also makes it possible in many cases to provide information on the nature of a possible defect or to anticipate a defect and to plan preventative maintenance interventions. .

Landscapes

  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

Dispositif de contrôle d'une manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur (2) pour l'ouverture ou la fermeture du sectionneur (2), cet organe étant mis en mouvement par un système de transmission entraîné par un moteur (5) électrique alimenté par un circuit d'alimentation (6) piloté par une unité de commande (7) en fonction d'un ordre de manœuvre. Le dispositif de contrôle comprend au moins : - la mesure d'une position angulaire (Θ) instantanée de l'organe par rapport à une position angulaire de référence correspondant à une ouverture ou à une fermeture du sectionneur (2); - la mesure de la puissance (P) électrique instantanée fournie au moteur (5) pour déplacer ledit organe mobile à ladite position angulaire (Θ) instantanée; - la comparaison de ladite puissance (P) instantanée mesurée par rapport à une puissance électrique de référence (Pref(0)) correspondante fonction de ladite position angulaire instantanée (Θ) mesurée; et - la génération d'un signal d'indication de défaut lorsque ladite puissance (P) instantanée mesurée diffère de ladite puissance de référence (Pref(0)) d'une valeur prédéterminée.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE CONTROLE D'UNE MANŒUVRE D'UN
ORGANE MOBILE D'UN SECTIONNEUR
Domaine technique
L'invention se rapporte au domaine des dispositifs de commande de sectionneurs à haute ou moyenne tension, et concerne plus particulièrement un procédé et un dispositif de contrôle de la manœuvre d'ouverture et de fermeture de ces sectionneurs. Etat de la technique antérieure
Un sectionneur est un appareil électrique muni notamment d'un ou de plusieurs organes mobiles qui, placés en position ouverte, permettent d'isoler électriquement une section de ligne d'un réseau électrique, en vue par exemple d'une intervention humaine en toute sécurité sur cette section de ligne isolée.
De façon générale, le sectionneur est couplé à un dispositif de commande apte à actionner les organes mobiles en fonction des ordres de manœuvre reçus. Plus précisément, le sens du mouvement d'un organe mobile est déterminé par la configuration d'un circuit d'alimentation d'un moteur piloté par une unité de commande. Des exemples de dispositifs de commande sont détaillés dans les documents FR 2 931 995 et FR 2 904 469 du Déposant.
Ainsi, l'alimentation du moteur pendant une durée suffisante permet d'assurer le déplacement des organes mobiles pour provoquer soit l'ouverture, soit la fermeture du sectionneur. Par ailleurs, le sectionneur n'ayant aucun pouvoir de coupure, l'équipement électrique en aval du réseau électrique doit être impérativement arrêté avant la manœuvre d'ouverture du sectionneur pour éviter une ouverture en charge du sectionneur, l'apparition d'arc électrique due à l'ouverture en charge pouvant occasionner des dommages. De même, pour des raisons évidentes de sécurité, il est absolument impératif que le sectionneur ne se referme pas de manière inopinée.
Il est donc nécessaire de s'assurer de la manœuvre d'ouverture et de fermeture du sectionneur, et notamment de s'assurer qu'il n'existe aucune rupture de liaison entre le dispositif de commande et le sectionneur.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer une solution à moindre coût et facile à mettre en œuvre pour augmenter la sécurité des personnes devant intervenir sur une section de ligne isolée. Exposé de l'invention
L'invention propose notamment une solution permettant de surveiller et de détecter un défaut de liaison, tel qu'une rupture de liaison, entre le dispositif de commande électrique et le sectionneur.
La solution de l'invention consiste notamment à surveiller l'évolution du couple de manœuvre de l'organe mobile, ou de l'effort fourni par le moteur pour manœuvrer l'organe mobile, durant la manœuvre d'ouverture ou de fermeture du sectionneur.
L'invention a ainsi pour objet un procédé de contrôle d'une manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur, l'organe étant mis en mouvement par un mécanisme de transmission entraîné par un moteur électrique alimenté par un circuit d'alimentation piloté par une unité de commande en fonction d'un ordre de manœuvre.
Selon l'invention, le procédé de contrôle comprend au moins :
- la mesure de la position angulaire instantanée d'un des éléments constituant le mécanisme de transmission par rapport à une position angulaire de référence ;
- la mesure de la puissance électrique instantanée fournie au moteur ;
- la comparaison, pour chaque position angulaire instantanée, de ladite puissance instantanée mesurée par rapport à une puissance électrique de référence fonction de ladite position angulaire instantanée mesurée ; et
- la génération d'un signal d'indication de défaut lorsque ladite puissance instantanée mesurée diffère de ladite puissance de référence d'au moins une valeur prédéterminée, cette comparaison se faisant avantageusement en prenant en compte un intervalle de tolérance également prédéterminé.
En d'autres termes, la surveillance de l'évolution du couple de manœuvre est notamment réalisée par l'acquisition, durant la manœuvre, de valeurs telles que la position angulaire instantanée d'un des éléments constituant le système de transmission et la puissance instantanée correspondante fournie au moteur, la position angulaire instantanée mesurée étant notamment représentative de la position instantanée de l'organe mobile du sectionneur. La mesure de ces valeurs permet notamment de connaître l'évolution du couple de manœuvre ou du couple fourni par le moteur en temps réel, et de détecter d'éventuels défauts de liaison existant entre le dispositif de commande et le sectionneur. Par exemple, il est possible d'établir une table de valeurs ou une courbe de référence représentative de l'évolution du couple de manœuvre ou du couple fourni par le moteur, la table de valeurs ou la courbe de référence donnant par exemple la puissance fournie par le moteur en fonction de la position angulaire de l'élément du système de transmission dans un fonctionnement sans défaut. En comparant simultanément et en temps réel la puissance instantanée mesurée et la puissance de référence donnée par la table ou la courbe de référence pour la position angulaire mesurée, il est possible de détecter des défauts de fonctionnement. Par exemple, dans le cas de l'utilisation d'une courbe de référence, l'existence d'un défaut entre le dispositif de commande et l'organe mobile du sectionneur lors de la manœuvre peut se traduire par la localisation de points de fonctionnement dans une zone située au-dessous ou au-dessus de la courbe de référence, chacun des points de fonctionnement étant défini par la position angulaire instantanée mesurée et la puissance instantanée mesurée correspondante.
Dans le cas particulier où le point de fonctionnement est localisé dans la zone située au-dessous de la courbe de référence, il peut s'agir d'un défaut lié à un fonctionnement en sous-couple, ou pouvant résulter d'une rupture de liaison électrique ou mécanique entre le dispositif de commande et le sectionneur.
Dans le cas particulier où le point de fonctionnement est localisé dans la zone située au-dessus de la courbe de référence, il peut s'agir d'un défaut lié à un fonctionnement en sur-couple pouvant résulter d'un blocage de la transmission mécanique du couple moteur à l'organe mobile du sectionneur.
En outre, lorsqu'un fonctionnement en sous-couple ou en sur-couple est détecté, il est possible de prévoir un mécanisme d'alerte de défaut de fonctionnement qui peut être combiné à un mécanisme d'ajustement du couple moteur pour remédier au défaut de fonctionnement.
Par exemple, la zone située au-dessus de la courbe de référence et correspondant à un fonctionnement en sur-couple est telle que pour une valeur donnée de la position angulaire, la valeur de la puissance instantanée correspondante est supérieure de 50% à la valeur de la puissance de référence correspondante donnée par la courbe de référence. Par exemple, la zone située au-dessous de la courbe de référence et correspondant à un fonctionnement en sous-couple est telle que pour une valeur donnée de la position angulaire, la valeur de la puissance instantanée correspondante est inférieure de 15% à la valeur de la puissance de référence correspondante donnée par la courbe de référence.
Par exemple, la zone située au-dessous de la courbe de référence pouvant correspondre à une rupture de liaison entre le dispositif de commande et le sectionneur est telle que pour une valeur donnée de la position angulaire, la valeur de la puissance instantanée correspondante est inférieure de 20% à la valeur de la puissance correspondante donnée par la courbe de référence.
Avantageusement, la mesure de la puissance instantanée comprend la mesure du courant moteur et la mesure de la tension du moteur, ou l'un de ces deux valeurs, lorsque l'autre est connue, par exemple car elle est constante.
De préférence, le procédé comprend en outre la génération d'un signal d'indication de fonctionnement en sur-couple lorsque la puissance instantanée mesurée est supérieure à la puissance de référence correspondante pour ladite position angulaire instantanée mesurée.
Le procédé de contrôle peut en outre comprendre la génération d'un signal d'indication de fonctionnement en sous-couple lorsque la puissance instantanée mesurée est inférieure à la puissance de référence correspondante pour ladite position angulaire instantanée mesurée.
Par exemple, la mesure de la position angulaire peut comprendre la mesure d'une valeur ohmique instantanée représentative de la position angulaire de l'élément du mécanisme de transmission par rapport à une position de référence correspondant à l'ouverture ou à la fermeture du sectionneur.
L'invention a également pour objet un dispositif de contrôle d'une manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur pour l'ouverture ou la fermeture du sectionneur, cet organe étant mis en mouvement par un mécanisme de transmission entraîné par un moteur électrique alimenté par un circuit d'alimentation piloté par une unité de commande en fonction d'un ordre de manœuvre. Le dispositif de contrôle comprend au moins :
- un module de mesure de la position angulaire instantanée d'un des éléments constituant le mécanisme de transmission par rapport à une position angulaire de référence ;
- un module de mesure de la puissance électrique instantanée fournie par le moteur pour différentes position angulaire instantanée mesurée dudit élément ; et
- une unité de calcul apte à comparer, pour chaque position angulaire, la puissance instantanée mesurée par rapport à une puissance électrique de référence fonction de ladite position angulaire instantanée mesurée, et à générer un signal d'indication de défaut lorsque ladite puissance instantanée mesurée diffère de ladite puissance de référence d'au moins une valeur prédéterminée dans un intervalle de tolérance également prédéterminé.
Avantageusement, le module de mesure de la puissance instantanée peut comprendre une unité de mesure du courant moteur et une unité de mesure de la tension du moteur.
De préférence, le module de mesure de la position angulaire instantanée comprend capteur de position angulaire destiné à être couplé à un arbre rotatif constituant un des éléments du système de transmission, et apte à générer un signal électrique représentatif de la position angulaire instantanée de l'arbre rotatif. En pratique, divers types de capteurs peuvent être employés, et en particulier des potentiomètres rotatifs, mais également des capteurs à effet Hall, des capteurs magnéto-résistifs, ou des capteurs optoélectroniques. L'invention a également pour objet un dispositif de commande de manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur destinée à l'ouverture ou à la fermeture dudit sectionneur, ledit dispositif de commande comprenant au moins un moteur électrique alimenté par un circuit d'alimentation piloté par une unité de commande en fonction d'un ordre de manœuvre, ledit moteur étant apte à mettre l'organe en mouvement par l'intermédiaire d'un système de transmission. Le dispositif de commande peut en outre comprendre le dispositif de contrôle décrit ci-dessus.
Brève description des dessins
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles : - la figure 1 est une représentation schématique du dispositif de commande du sectionneur intégrant le dispositif de contrôle de manœuvre selon un mode de réalisation de l'invention ;
- la figure 2 est une représentation schématique de la courbe de référence ainsi que des zones de sous couple et de sur couple selon un mode de réalisation de l'invention ; et
- la figure 3 est une représentation schématique de la courbe de référence et des courbes de tolérance haute et basse selon un autre mode de réalisation de l'invention.
Exposé détaillé d'un mode de réalisation particulier
En référence à la figure 1 , un dispositif de commande 1 est configuré de manière à manœuvrer un organe mobile d'un sectionneur 2, en vue de son ouverture ou de sa fermeture. Le dispositif de commande 1 comprend un mécanisme de transmission formé notamment d'un arbre rotatif 3 couplé à l'organe mobile du sectionneur 2 et entraîné par un moteur 5 électrique via un étage de réduction 4. Une unité de commande 7 pilote un circuit d'alimentation 6 du moteur 5 en fonction de l'ordre de manœuvre reçu de manière à faire tourner le moteur 5 dans un sens ou dans un autre.
Or, lors de la manœuvre d'un sectionneur en vue de son ouverture ou de sa fermeture, la forme de l'évolution du couple de manœuvre de l'organe mobile reste sensiblement identique à chaque utilisation, et ce, sur plusieurs années. Il est donc possible de tracer une courbe de référence ou d'établir une table de valeurs représentative de l'évolution du couple de manœuvre de l'organe dans un fonctionnement sans défaut, et de comparer l'évolution de ce couple de manœuvre au cours de la manœuvre, pour détecter l'existence d'un éventuel défaut de fonctionnement ou de liaison électrique entre le dispositif de commande et le sectionneur. La courbe de référence ou la table de valeurs peut par exemple être déterminée au début de l'installation du système sectionneur et dispositif de commande.
Par conséquent, afin de surveiller la liaison entre le dispositif de commande 1 et le sectionneur 2, on met en place un dispositif de contrôle de la manœuvre de l'organe mobile. Ce dispositif de contrôle peut être intégré dans le dispositif de commande 1 et comprend notamment :
- un module de mesure de la position angulaire Θ instantanée de l'arbre représentative de la position de l'organe mobile par rapport à une position angulaire de référence ;
- un module de mesure de la puissance P instantanée fournie par le moteur 5 pour déplacer l'organe à cette position angulaire Θ instantanée, cette mesure de la puissance P instantanée pouvant résulter de la mesure du courant I et de la tension U du moteur 5 ; et
- une unité de calcul apte à comparer la puissance P instantanée mesurée par rapport à une puissance électrique de référence Pret(0) fonction de la position angulaire Θ instantanée ainsi mesurée, et à générer un signal d'indication de défaut lorsque cette puissance instantanée mesurée diffère de cette puissance de référence. Par exemple, la puissance de référence Pret(0) peut être donnée par une table de valeurs ou une courbe de référence Cref (figure 2) représentative de l'évolution de la puissance fournie par le moteur en fonction de la position angulaire mesurée dans un mode de fonctionnement particulier, par exemple sans défaut. En référence à la figure 2, dans le cas de l'utilisation de la courbe de référence, lorsque des points de fonctionnement, définis chacun par une position angulaire instantanée mesurée et une puissance instantanée mesurée correspondante, sont localisés dans une zone au-dessous ou au-dessus de la courbe de référence Cref, cela peut signifier qu'il existe un défaut de fonctionnement.
Par exemple le module de mesure de la position angulaire peut être un potentiomètre 8 rotatif couplé à l'arbre 3 de manière à générer une valeur ohmique R instantanée représentative de la position angulaire Θ instantanée de l'arbre par rapport à une position de référence.
Le module de mesure peut être intégré dans l'unité de commande 7, qui de ce fait assure à la fois la commande du moteur et la surveillance du couple. Toutefois, l'invention couvre aussi les variantes dans lesquelles ce deux fonctions sont réalisées par des sous-ensembles distincts. De ce fait, comme illustré sur la figure 1, l'unité de commande 7 reçoit la valeur ohmique R instantanée générée par le potentiomètre 8 rotatif via les connexions électriques 9, et détermine, à partir de cette valeur ohmique R, la position angulaire Θ instantanée de l'arbre 3. L'unité de calcul peut également être intégrée dans l'unité de commande 7. De ce fait, comme illustré sur la figure 1, l'unité de commande 7 reçoit la valeur du courant I moteur mesurée via une connexion électrique 10, ainsi que la valeur de la tension U du moteur mesurée via une autre connexion électrique 11. L'unité de commande 7 détermine, à partir de ces valeurs de courant I et de tension U mesurées, la puissance P instantanée fournie au moteur 5 par le circuit d'alimentation 6 pour positionner l'organe mobile dans la position angulaire Θ instantanée.
En d'autres termes, outre la gestion du sens de rotation du moteur 5 et la détection de fin de course de l'organe mobile, l'unité de commande 7 détermine la puissance P instantanée fournie au moteur 5 (et donc l'effort fourni pour manœuvrer le sectionneur 2) ainsi que la position angulaire Θ instantanée représentative de la position de l'organe mobile durant la manœuvre, et compare ce point de fonctionnement ainsi déterminé à la courbe de référence Cref, cette courbe de référence Cref pouvant être stockée dans l'unité de commande 7.
Ainsi, lors d'une manœuvre du sectionneur 2, l'unité de commande 7 réalise le procédé de contrôle qui comprend notamment :
- la mesure de la position angulaire Θ instantanée de l'arbre 3 par rapport à la position angulaire de référence, par exemple par mesure de la valeur ohmique R instantanée représentative de la position angulaire Θ de l'arbre 3 par rapport à la position de référence ;
- la mesure de la puissance P instantanée correspondante fournie au moteur, par exemple par mesure du courant I et de la tension U du moteur 5 ; et
- la comparaison de la puissance P instantanée mesurée par rapport à la puissance électrique de référence Pret(0) correspondante, pour la position angulaire instantanée ainsi mesurée ; et
- la génération d'un signal d'indication de défaut de fonctionnement lorsque la puissance instantanée mesurée diffère de la puissance de référence, par exemple d'au moins 20%.
Par exemple, dans le cas de l'utilisation de la courbe de référence, lorsque le point de fonctionnement, défini par la puissance instantanée mesurée et la position angulaire instantanée correspondante, est localisé dans une première zone ZI (figure 2) située au- dessus de la courbe de référence Cref, il peut s'agir d'un défaut lié à un fonctionnement en sur-couple, et de ce fait, il est possible de prévoir un ajustement de la puissance moteur. Cette première zone ZI peut être telle que pour une valeur donnée de la position angulaire Θ, la valeur de la puissance P instantanée correspondante est supérieure de 50% à la valeur de la puissance de référence correspondante donnée par la courbe de référence Cref pour la même valeur de la position angulaire Θ.
A l'inverse, lorsque le point de fonctionnement est localisé dans une deuxième zone Z2 (figure 2) située au-dessous de la courbe de référence Cref, il peut s'agir d'un défaut lié à un fonctionnement en sous-couple, et de ce fait, il est possible de prévoir un ajustement de la puissance moteur. Par exemple, la deuxième zone Z2 est telle que pour une valeur donnée de la position angulaire Θ, la valeur de la puissance P instantanée correspondante est inférieure de 15 % à la valeur de la puissance P correspondante donnée par la courbe de référence Cref pour la même valeur de la position angulaire Θ.
Par exemple, lorsque le point de fonctionnement est localisé dans une troisième zone Z3 (figure 2) située au-dessous de la courbe de référence Cref, il peut s'agir d'un défaut lié à une rupture de liaison, cette troisième zone Z3 étant telle que pour une valeur donnée de la position angulaire Θ, la valeur de la puissance P instantanée correspondante est négligeable par rapport à la puissance nécessaire pour manœuvrer le sectionneur, par exemple inférieure à 20% à la valeur de la puissance correspondante donnée par la courbe de référence pour la même valeur de la position angulaire. En pratique, on peut par exemple tracer, à partir de la courbe de référence Cref, des courbes de limite haute Ch et de limite basse Cb de manière à borner la courbe de référence Cref, comme illustré sur la figure 3. La zone de sur-couple ZI est notamment définie par la zone située au-dessus de la courbe haute Ch, et la zone de sous-couple Z2 est définie par la zone au-dessous de la courbe basse Cb. La zone située entre les deux courbes haute Ch et basse Cb définit une zone de fonctionnement acceptable. Ainsi, tout point de fonctionnement se situant en dehors de cette zone de fonctionnement acceptable entraîne de préférence la génération d'un signal d'indication de défaut.
En d'autres termes, les courbes haute et basse forment une enveloppe de la courbe de référence. Par exemple, la courbe basse Cb peut être obtenue par transformation de la courbe de référence Cref, permettant de garder la courbe basse à distance et sous la courbe de référence. Par exemple, cette courbe basse Cb peut être obtenue en traçant l'enveloppe inférieure donnée par des cercles d'un premier rayon et centré sur les points de la courbe de référence. De même, la courbe haute Cb peut être obtenue par transformation de la courbe de référence Cref, permettant de garder la courbe haute à distance et au-dessus de la courbe de référence. Par exemple, cette courbe haute Ch peut être obtenue en traçant l'enveloppe supérieure donnée par des cercles d'un deuxième rayon et centré sur les points de la courbe de référence. Le deuxième rayon est de préférence supérieur au premier rayon. Par exemple, les courbes hautes Ch et basses Cb peuvent également être obtenues par application, aux points de la courbe de référence Cref, d'un gain de sorte que les courbes haute et basse sont en décalage dans l'axe des puissances par rapport à la courbe de référence, et d'un offset positif ou négatif selon le sens de variation de la courbe Cref, de sorte que les courbes haute et basse sont en décalage dans l'axe des positions angulaires par rapport à la courbe de référence.
En outre, la courbe de référence Cref présentant des zones stables correspondant à une évolution stable du couple et des zones transitoires pour lesquels le couple augmente ou chute brusquement, il est possible d'appliquer des corrections au niveau de ces zones transitoires de manière à dissocier clairement les courbes haute et basse de la courbe de référence au niveau de ces zones transitoires.
Ainsi, le contrôle du couple de manœuvre du sectionneur en temps réel permet de détecter un fonctionnement en sous-couple ou en sur-couple, mais également une rupture de liaison entre le dispositif de commande et le sectionneur.
Par ailleurs, l'invention présente également l'avantage que l'information angulaire permet de redonder l'information des capteurs (contacts) de fins de course couramment utilisés dans les systèmes sectionneurs, et donc d'améliorer la sécurité. De plus, la courbe mesurée Ρ(θ) et son interprétation par l'unité de calcul permet en outre dans de nombreux cas de renseigner sur la nature d'un éventuel défaut ou d'anticiper un défaut et de planifier des interventions de maintenance préventive.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de contrôle d'une manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur (2), l'organe étant mis en mouvement par un mécanisme de transmission entraîné par un moteur (5) électrique alimenté par un circuit d'alimentation (6) piloté par une unité de commande (7) en fonction d'un ordre de manœuvre,
caractérisé en ce qu'il comprend au moins :
- la mesure de la position angulaire (Θ) instantanée d'un des éléments constituant ledit mécanisme de transmission par rapport à une position angulaire de référence ;
- la mesure de la puissance (P) électrique instantanée ;
- la comparaison, pour chaque position angulaire, de ladite puissance (P) instantanée mesurée par rapport à une puissance électrique de référence (Pref(0)) fonction de ladite position angulaire instantanée (Θ) mesurée ; et
- la génération d'un signal d'indication de défaut lorsque ladite puissance (P) instantanée mesurée diffère de ladite puissance de référence (Pref(0)) d'au moins une valeur prédéterminée.
2. Procédé de contrôle selon la revendication 1 , caractérisé en ce que la mesure de la puissance (P) instantanée comprend la mesure du courant (I) moteur et la mesure de la tension (U) du moteur.
3. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la génération d'un signal d'indication de fonctionnement en sur-couple lorsque la puissance (P) instantanée mesurée est supérieure à la puissance de référence correspondante pour ladite position angulaire (Θ) instantanée mesurée.
4. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre la génération d'un signal d'indication de fonctionnement en sous- couple lorsque la puissance (P) instantanée mesurée est inférieure à la puissance de référence correspondante pour ladite position angulaire (Θ) instantanée mesurée.
5. Procédé de contrôle selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la mesure de la position angulaire comprend la mesure d'une valeur ohmique (R) instantanée représentative de la position angulaire (Θ) dudit élément du mécanisme de transmission par rapport à une position de référence correspondant à l'ouverture ou à la fermeture du sectionneur (2).
6. Dispositif de contrôle d'une manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur (2) pour l'ouverture ou la fermeture du sectionneur (2), cet organe étant mis en mouvement par un mécanisme de transmission entraîné par un moteur (5) électrique alimenté par un circuit d'alimentation (6) piloté par une unité de commande (7) en fonction d'un ordre de manœuvre,
caractérisé en ce qu'il comprend au moins :
- un module de mesure de la position angulaire (Θ) instantanée d'un des éléments du mécanisme de transmission par rapport à une position angulaire de référence ;
- un module de mesure de la puissance (P) électrique instantanée fournie par le moteur (5) pour différentes positions angulaires (Θ) instantanées dudit élément ; et
- une unité de calcul apte à comparer, pour chaque position angulaire instantanée, la puissance (P) instantanée mesurée par rapport à une puissance électrique de référence (Pref(0)) correspondante fonction de ladite position angulaire instantanée (Θ) mesurée, et à générer un signal d'indication de défaut lorsque ladite puissance (P) instantanée mesurée diffère de ladite puissance de référence (Pref(0)) d'au moins une valeur prédéterminée.
7. Dispositif de contrôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que le module de mesure de la puissance (P) instantanée comprend une unité de mesure du courant (I) moteur et une unité de mesure de la tension (U) du moteur.
8. Dispositif de contrôle selon l'une des revendications 6 à 7, caractérisé en ce que le module de mesure de la position angulaire (Θ) instantanée comprend un potentiomètre (8) rotatif destiné à être couplé à un arbre (3) rotatif constituant un des éléments du système de transmission, et apte à générer une valeur ohmique (R) instantanée représentative de ladite position angulaire (Θ) instantanée.
9. Dispositif de commande (1) de manœuvre d'au moins un organe mobile d'un sectionneur (2) destinée à l'ouverture ou à la fermeture dudit sectionneur (2), ledit dispositif de commande (1) comprenant au moins un moteur (5) électrique alimenté par un circuit d'alimentation (6) piloté par une unité de commande (7) en fonction d'un ordre de manœuvre, ledit moteur (5) étant apte à mettre l'organe en mouvement par l'intermédiaire d'un arbre (3) rotatif, caractérisé en ce que le dispositif de commande (1) comprend en outre le dispositif de contrôle selon l'une des revendications 6 à 8.
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