Brevet FR2038380A1 — publié le 19710108

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour injecter, en parallèle ou en série, des impulsions à audiofréquence de durée et d'ordre différents dans un réseau électrique triphasé. Jusqu'à présent, on avait coutume d'injecter de tels signaux dans les trois conducteurs de phase d'un réseau etylectrique triphasé, et cela pour une injection aussi bien en série qu'en parallèle. Cette façon de faire présente l'inconvénient qu'il faut disposer pour chaque conducteur de phase d'un transformateur de couplage approprié et prévoir des éléments ou des circuits de couplage tels que, par exemple, des inductances, de circuits de résonance série réglables, des parafoudres, etc... Vu le prix relativement élevé de tels éléments de circuit, il appartient à la présente invention de trouver un procédé et un dispositif de mise en oeuvre sous la forme d'un montage électrique permettant de réduire le nombre des éléments de commande ou de circuit en vue d'un abaissement du prix de revient, et cela avec un rendement au moins égal sinon meilleur. Le résultat recherché est atteint corformdment à l'invention au moyen dtun procédé caractérisé par le fait qu'on élabore -comme il est déjà connu - un train d'impulsions déphasées à partir du train d'impulsions de base à injecter et qu'on injecte, dans le cas d'une injection en série, le train d'impulsions de base dans l'un et le train dtimpulsions déphasées dans un aire des trois conducteurs de phase et, dans le cas d'une ijection en parallèle, le train d'impulsions de base entre deux conducteurs de phase et le train d'impulsions déphasées entre l'un de ces conduc- teurs et le troisième conducteur de phase. La présente invention a également pour objet un montage électrique permettant d'attaquer les conducteurs de phase du réseau électrique triphasé par l'intermédiaire de transformateurs en utilisant des éléments ou des circuits de couplage tels que, par exemple, des inductances réglables des circuits de résonance série réglables des condensateurs, des parafoudres, etc00, caractérisé par le fait qu'on prévoit deux transformateurs de couplage montés de façon que l'enroulement primaire de l'un est alimenté directement et celui de l'autre indirectement en passatipar un déphaseur ou organe similaire à partir d'un générateur à audiofréquence, tandis que les enroulements secondaires des deux trans formateurs sont associés à deux conducteurs de phase différents dans le cas d'une injection en série, alors que dans le cas d'une injection en parallèle l'une des extrémités des enroulements secondaires est chaque fois raccordée par des éléments de couplage à un conducteur de phase différent, tandis que l'autre extrémité est raccordée directement au troisième conducteur de phase du réseau électrique triphasé. L'avantage du procédé de l'invention ou encore de son dispositif de mise en oeuvre réside dans le fait qu'il suffit d'injecter les trains d'impulsions à audiofréquence directement dans seulement; deux des phases du réseau triphasé, ce qui permet de supprimer le transformateur de couplage et les éléments de couplage correspondants pour la troisième phase. Le sontage suivant l'invention est particulièrement avantageux dans le cas de convertisseurs statiques, étant donné qu'une suppression du troisième p8le est alors possible. Dans le cas où l'on utiliserait des déphaseurs, il sera même possible de supprimer deux pale.0 Dans les réseaux à courant fort, on essaye d'obtenir une réparti- tion uniforme de la charge sur les trois phases.Ceci ressort clairement des prescriptiont régissant l'exploitation de tels réseaux et qui dans un c ircuit triphasé, permettent l'existence d'un système inverse égal à 5% du système direct pour éviter des pertes supplémentaires. Les réseaux qui satisfont à ces prescrip- tions peuvent outre assimilés à un réseau symétrique et traités comme un réseau monophasé, en supposant que les différentes phases ont des impédances de mtme valeur. Les impédances de chaque phase doivent Stre considérées comme ayant la meme valeur pour la fréquence de réseau que pour l'audio-fréquence, étant donné que le rapport impédance en fréquence de réseau sur impé- dance en audio-fréquence est-constant.On en déduit que des courants à audio-fréquence de même valeur sont déphasés de 120 l'un par raflera à l'autre et provoquent dans de telles impédances des chutes de tension en audio-fréquence de même valeur mais déphasées de 120 . Il s'est révélé que dans un système triphase classique sans neutre - qui ne comprend donc que les trois conducteurs de phase - il suffit amplement pour injecter des trains d'impulsions à audio-fréquence d'envoyer des courants de m8me valeur mais déphasés de 120 dans seulement deux des conducteurs de phase0 Le courant qui revient dans le troisième conducteur de phase aura la même valeur que les deux autres courants, mais il sera déphasé par rapport à ces courants soit de + 1200 soit de - 1200.Malgré la suppression des éléments d'injection associés au troisième conducteur de phase, il sera par conséquent possible d'obtenir un système triphasé complet à audio-fréquence et de le superposer à un système triphasé existant. Il suffit de dimensionner les éléments de couplage ou dtinjection prévus par phase conformément à la demi-puissance à transmettre. L'existence éventuelle d'un défaut à la terre se produisant le réseau à haute tension ou l'existence d'une charge entre la phase et le neutre sont sans importance0 Comme il est bien connu, les utilisateurs raccordés à une tension maillée ne remarquent pas les défauts à la terre, étant donné que les sommets du triangle de tension sont conservés dans le cas d'un défaut à la terre et que seul le point étoile est déplacé.Ainsi, un défaut à la terre de 10 kV ne se répercute ni dans un réseau de distribution de 30 kV, ni dans un réseau 400/230 V alimenté par transformateur à partir du r éseau haute tension. Pour mieux comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire à titre indicatif et non limitatif deux modes de réalisation représentés sur le dessin annexé. Sur le dessin : la figure 1 représente un montage conforme à l'invention pour une injection en parallèle d'un train d'impulsions; la figure 2 représente un montage pour l'injection en série d'un tel train d'impulsions0 Conformément à la figure 1, un générateur à audiofréquence 1 est relié à un déphaseur 2 et les sorties sont reliées aux enroulements primaires 5,7 de deux transformateurs de couplage 3 et 4. Ce branchement est représenté schématiquement sur la figure lo Les deux enroulements secondaires 6 et 8 des transformateur-s 3 et 4 sont ajustables, une extrémité de chaque enroulement secondaire étant raccordée par une ligne commune 15 au conducteur de phase V d'un réseau triphasé U, V, Wg l'autre extrémité des enroulements secondaires 6 et 8 est reliée soit au conducteur de phase W, soit au- conducteur de phase U, en passant par le montage en série d'une inductance réglable 9 ou 12 shuntée par un parafoudre 11 ou 14 et d'un condensateur 10 ou 13. Sur la figure 2-, un générateur à audio-fréquence 16 est relié à un déphaseur 17 et les sorties sont reliées aux enroulements primaires 20 et 22 de deux Xransformateurs de coupla ge 18 et 9, les enroulements secondaires 21 et 23 étant reliés aux conducteurs de phase W Ou U du réseau triphasé U, V, W. Sur les enroulements primaires 20 et 22 qui sont ajustables, on a monté en parallèle un circuit série oemprenant une inductance 25 ou 29 et un condensateur 24 ou 28 shunté par un parafoudre 27 ou 31 ainsi qu'un condensateur 26 ou 30o Les condensateurs 26 et 30 servent à limiter la puissance réactive en audio-fréquence.Les transformateurs de cou plage monophasés 3,4 ou 18, 19 peuvent également être remplacés au moins par un transformateur à colonnes dont deux/portent des enroulements. Les transformateurs de couplage doivent être dimensionnés de façon à pouvoir supporter les courants de retour du réseau. Dans les montages représentés sur les figures 1 et 2, les éléments de couplage 9,10, 11 ou 12, 13, 14 tout comme les éléments 24 à 27 ou 26 à 31 peuvent être remplacés par des éléments de couplage à réglage continu ou pas à pas et dimensionnés pour supporter les pointes de tension se produisant normalement dans le réseau, ces éléments de couplage possédant une grande impé- dance à la fréquence de réseau et une faible impédance en audiofréquence dans le cas d'une injection en parallèle, voire une faible impédance pour la fréquence de réseaux et une grande impédance en audio-fréquence dans le cas d'une injection en série. Il est également possible de remplacer le générateur à audio-fréquence 1 ou 16 et le déphaseur 2 Ou 17 par un dispositif de commande qui envoie des trains d'impulsions de commande a un convertisseur de fréquence lui faisant suite, par exemple un onduleur statique, une unité déphasée avec circuit de déphasage ou une unité monophasée avec impédance réglable de déphasage0 BEVEhlDICBTION$ 1. Procédé pour injecter, en parallèle ou en série, des impulsions à audio-fréquence de durée et d'ordre différents dans un réseau électrique triphasé, caractérisé par le fait qu'on élabore, comme déjà connu, un train d'impulsions déphasées à partir du train d'impulsions de base à injecter et par le fait que dans le cas d'une injection en série le train d'impulsions de base est injecté dans llun et le train d'impulsions déphasées dans un autre des trois conducteurs de phase, alors que dans le cas d'une injection en parallèle le train d'impulsions de base est injecté entre deux conducteurs de phase et le train d'impulsions déphasées entre llun de ces conducteurs et le troisième conducteur de phase. 2. Dispositif de mise en oeuvre du procédé suivant la revendication 1 et se présentant sous la forme d'un montage électrique qui permet d'attaquer les conducteurs de phase du réseau triphasé au moyen de transformateurs et en passant par des éléments ou des circuits de couplage tels que des inductances réglables, des circuits de résonance série réglables, des condensateurs, des parafoudres, etc..., caractérisé par le fait qu'on prévoit deux' transformateurs de couplage, 1' enroulement primaire de l'un étant alimenté directement à partir d'1m générateur à audio-fréquence tandis que l'enroulement primaire de l'autre ltest en passant par un déphaseur et par le fait que les enroulements secondaires des deux transformateurs sont associés à deux conducteurs de phase différents dans le cas d'une injection en série alors que dans le cas d'une injection en parallèle une extrémité de l'enroulement secondaire de chaque transformateur est reliée par des éléments de couplage à l'un ou l'autre conducteur de phase tandis que l'autre extrémité de chaque enroulement secondaire est reliée directement par une canalisation commune au troisième conducteur de phase du réseau triphasée