Brevet FR2012724A1 — publié le 19700320

L'invention concerne une disposition d'amortissement des oscillations de rala -ation dans les diviseurs capacitifs de tension. De telles oscillations prennent naissance par suite de la ferro-résonance si des capacités et nductances avec une courbe caractéristique non linéaire sont réunies à des circuits de-coupure susceptibles d'oscillations, et si la valeur de l'inductivité est modifiée par les surtensions. Les diviseurs de tension capacitifs nécessitent pour la représentation des grandeurs de mesure du caté à basse tension, un transformateur intermédiaire inductif dont les enroulements constituent avec les capacités du diviseur de tension un circuit susceptible d'oscillations au sens qui vient d'être défini. Si par exemple, par suite d'opérations de coupure, des surtensions se produisent au diviseur de tension, et si de l'énergie enanagasinée dans le condensateur se déverse sur le transformateur intermédiaire inductif, dont le noyau se sature, il en résulte une élévation de la contrainte thermique et de la contrainte dans les isolants. On connait une série de montages qui tendent à réduire les oscillations de relaxation à une valeur non dangereuse ou à les supprimer complètement. C'est ainsi que l'on peut, par exemple, monter en parallèle avec le condensateur élémentaire situé du ctté de la basse tension, un écilteur réglé pour répondre aux surtensions du condensateur. Cet éclateur a l'inconvénient de pouvoir encore se rallumer lorsque les oscillations de relaxation sont elles-memes déjà écoulées, par suite des actions de transfert te charge dans les divers condensateurs élémentaires du diviseur de tension. En outre, le déclenchement d'un écla- teur nécessité des opérations de coupure extraordinairement dures qui doivent autant que possible titre évitées. On connait aussi une disposition dans laquelle on connecte au circuit à moyenne tension une résistance ohmique qui extrait de la puissance du système lors de l'apparition d'oscillations de relaxation. Mais une telle résistance en série compromet la précision du diviseur de tension si elle se trouve également connectée pendant le fonctionnement normal. Son action peut etre fortement limitée par une compensation des défauts, mais le montage correspondant - également connu avec transformateur de compensation en parallèle avec la résistance série, pour compenser la chute de tension de la résistance série, a l'inconvénient que le transformateur de compensation doit oestre dimensionné à peu près pour la mEme puissance que le transformateur intermédiaire. Un amortissement efficace est obtenu par l'emploi connu d'un montage en pont dans lequel on dispose des condensateurs et des inductances saturables dans les bras du pont et une résistance ohmique dans la diagonale. Ce pont présente une faible résistance en fonctionnement normal, et une résistance élevée pour des charges levées, s'il constitue pratieuement pour les faibles courants un montage en parallèle do drui circuits réònants série et pour les courants élevas un mon tage en série de deux circuits résonants parallèlcs.Ce montage entrain toutefois une dépense relativement grande, car, outre la résistance dans la diagonale, il faut en plus Hou- bobines d'inductance et deuy condensateurs. I1 est également coQteus d'utiliser le montage connu consistant à se protéger des orcillation e relaxation au moyen d'ure rrc:i-tnce de charge formée par un amplificateur magnétiue et une résistance ohmique -unplémentaire. Lors de l'apparition de surtensions, on commande l'amplificateur magnétique à l'aide de res lais de temporisation, de manière qu'il concourre à augmenter la résistance de charge et qu'il amortisse le circuit tendant à osciller. Ce montage est d'une constitution extraordinairement compliquée et comme on l'a mentionné d'un prix élevé qui met en cause sa rentabilité. On connait, pour éviter des tensions inadmissibles à la bobine de résonance du circuit à moyenne tension et, par suite, au condensateur élémentaire. correspondant, le montage en parallèle avec la bobine de résonance d'une bobine saturable qui se sature si une surintensité se produit à la bobine de résonance. L'inconvê nient de ce montage est le retard apporté par les courtes caractéristiques des deu bobines. A l'instant d'ouverture d'un court-circuit, il apparait après comme avant des surtensions qui entraient de fortes contraintes au point de- vue thermique et dans l'isolation. I1 se pose donc le problème de présenter un montage évitant les inconvénients des dispositions connues et protégeant le réducteur de tension contre les oscillations dès l'apparition des surtensions et jusqu'au retour à des conditions normales de fonctionnement. Ce problème est révolu suivant l'invention, par le montage en série d'une bobine d'inductance à caractéristique rectiligne et d'un condensateur, dans lequel l'inductance et la capacité totale résultant de celle du diviseur de tension et du condensateur ont, en fonctionnement normal, à la fréquence nominale sensiblement la même valeur, de manière que la fréquence de résonance de ce montage en série corresponde à la fréquence nominale. L'invention prévoit en outre de disposer en parallèle avec le condensateur le montage série d'une bobine saturable et d'une résistance ohmique. Dans une réalisation avantageuse de l'invention, le condensateur série avec son circuit en dérivation constitué par une bobine saturable et une résistance ohmique est inséré dans le circuit à moyenne tension par l'intermédiaire, d'un transformateur non saturable jusqu'au courant de court-circuit possible. On va décrire un e::emple de réalisation de l'invention à l'aide de la figure ci-jointe. A la jonction entre le condensateur à haute tension 2 relié au réseau 1 et le condensateur à moyenne tension 3, est connecté le circuit à moyenne tension 4. Du coté primaire de ce circuit, se trouvent la bobine à entrefer 5, le condensateur 6 et l'enroulement primaire du transformateur intermédiaire 7. En parallèle avec le condensateur 6, est disposé le montage série d'une bobine saturable 8. et d'une résistance ohmicue tandis que la charge de mesure (non représentée) est branchée au bornes 10 du transformateur intermédiaire 7. Le fonctionnement du montage est le suivant. Dans les condition normales, il ne s'coule par la dérivation montée sur le condensateur 6 qu'un faible courant, car la bobine saturable 8 présente alors une résistance très élevée. La capacité du montage en parallèle constitué d'une part par le condensateur 6, d'autre part par la bobine saturable 8 et la résistance ohmique 9 est donc pratiquement sans influence. Lors de l'apparition d'une surintensité limite déterminée, la bobine saturable 8 passe à l'état saturé et perd largement son inductance. Ia résistance ohmique 9, se trouve alors pratiquement seule en parallèle avec le condensateur 6 et l'impédance totale de la disposition est modifiée de manière à ne pas laisser apparattre de brusques surcharges du diviseur de tension. Après l'amortissement des oscillations, la bobine saturable 8 revient aussitôt à l'état non saturé et la disposition d'ensemble présente à nouveau une faible résistance par suite des conditions de résonance en fonctionnement normal. La disposition suivant l'invention évite, avec une dépense minimale et une grande sécurité, des oscillations de relaxation dans le diviseur de tension capacitif. REVENDICATIONS 1 - Disposition d'amortissement des oscillations de relaxation dans le circuit à moyenne tension des diviseurs de tension capacitifs, caractérisé par le montage en série d'une bobine à caractéristique linéaire et d'un condensateur, dimensionnés de manière que la capacité totale, résultant de celle du diviseur de tension et du condensateur, et l'inductance aient, en fonctionnement normal, pour la fréquence nominale, sensiblement la meme valeur, de sorte que la fréquence de résonance de ce montage en série corresponde à la fréquence nominale, et par la disposition, en parallèle avec le condensateur, du montage edrie d'une bobine saturable et d'une résistance ohmique. 2 - Disposition d'amortissement suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le condensateur avec sa dérivation formée d'une bobine saturable et d'une résistance obmique, est couplé au circuit à moyenne tension par un transformateur non saturable jusqu'au courant de court-circuit possible.