Brevet FR2031495A1 — publié le 19701120

L'invention se rapporte aux circuits de contrôle pour contrôler les lignes de transport d'énergie électrique et en particulier aux dispositions pour assurer l'alimentation en cou-^ rant continu de tels circuits de contrôle. 5 On peut utiliser de tels circuits de contrôle, par exemple, pour déceler des défauts se présentant dans la ligne à contrôler et pour amorcer une action de protection telle que 1'ouverture de disjoncteurs. Les conditions de la ligne sont décelées par l'intermédiaire de transformateurs de tension et d'intensité de type 10 bien connu #qui, "bien que la puissance dans le système puisse être grande, sont seulement capables de fournir une puissance très faible. Il est habituel d'alimenter normalement le circuit de contrôle par la puissance disponible par exemple à partir du transformateur de tension couplé à la ligne de transport d'énergie. Quand la ligne est saine, une puissance relativement faible est demandée mais, quand un défaut se présente, une puissance relativement élevé» peut être demandée pendant une courte durée. Dans une installation de protection d'une ligne de transport d'énergie électrique, il y a généralement -une batterie de 20 "poste* d'une tension élevée et d'une grande capacité qui est utiliséee pour fournir la puissance élevée demandée pour alimenter les disjoncteurs principaux de la ligne de transport» A cause de la charge élevée 35 II est connu d'utiliser une batterie indépendante dans chaque circuit de surveillance, en plus de la batterie de poste, cette batterie indépendante étant branchée pour être normalement chargée par la puissance disponible à partir de la ligne de transport d'énergie. Cette batterie indépendante fournit la 70 05610 2 2031495 puissance supplémentaire nécessaire quand la puissance disponible en provenance de la ligne de transport d'énergie est diminuée ou que la puissance requise par le circuit de contrôle est augmentée. Cependant, cette solution n'est pas pleinement satisfaisante à ^ cause du vieillissement de la batterie, du domaine de performance, des nécessités de maintenance, etc ... Selon la présente invention, pour contrôler une ligne de transport d'énergie électrique, on prévoit un circuit de contrôle disposé pour être alimenté à partir de la ligne de transport 10 d'énergie dans les conditions normales et comprenant Tin régulateur de tension qui peut être branché sur une batterie de poste et est réglé pour être débranché dans les conditions normales mais pour assurer le branchement en maintenant l'alimentation du circuit de contrôle si la puissance disponible en provenance de la ligne de transport d'énergie devient insuffisante. Le circuit de contrôle comprend de préférence un moyen de commutation, commandé par les signaux d'entrée, qui isole .".de l'alimentation en puissance la partie principale du circuit de contrôle quand ces signaux sont au-dessous d'un niveau prédéter-20 miné. Cela ne se présentera que si la-ligne de transport n'est pas sous tension et, comme elle ne remplit alors aucun rôle pour maintenir l'alimentation du système de contrôle, le débranchement favorise la diminution du puisage sur la : .batterie. Le régulateur peut être un régulateur à transistors avec 25 un transistor en série, reliant la batterie au conducteur principal. de puissance du circuit de contrôle, et un transistor de commande répondant à la tension sur le conducteur principal de puissance pour commander le transistor en série» Une diode de Zener peut être utilisée pour déterminer la tension à laquelle le 30 transistor en série est coupé. On peut aussi inclure un circuit de sécurité qui coopère avec iin temporisateur pour assurer la coupure immédiate du circuit si un défaut est décelé lors de l'alimentation initiale de la ligne de transport d'énergie» Cela évite le retard dans la coupure 35 du circuit si, par exemple, des pinces de mise à la terre ont été laissées sur la ligne de transport d'énergie après entretien. Pour bien faire comprendre l'invention, on en décrira maintenant, à titre d'exemple, une forme d'exécution en référence au dessin annexé dont la figure unique est une représentation 40 schématique d'un circuit d'alimentation en énergie, assistée par 70 05610 3 2031495 batterie, pour un relais de distance. Bans ce Circuit, la tension V' d'une phase de la ligne protégée (non représentée) est contrôlée, appliquée à un transformateur 1 et redressée et lissée par un circuit 2. Cette entrée ^ de tension fournit la puissance au reste du circuit et, si sa râleur dépasse le niveau de claquage d'une diode de Zener 3 (environ 80 % de la valeur normale présumée), actionne des commuta'-: teurs à transistors 5 j 6 ayant respectivement comme charges de collecteurs les circuits de mesure 7 et les autres circuits de contrôle 8 du relais* Les trois intensités de phases, 1^, Iy, Ig sont surveillées séparément de manière analogue, appliquées à un transformateur 9 et redressées et lissées par un circuit 10. La tension V" d'une autre phase est aussi appliquée à ce circuit pourvu que sa. valeur dépasse le niveau de claquage de diodes de Zener 11, cette disposition étant particulièrement utile car les commutateurs à transistor 5 et 6 sont ainsi maintenus conducteurs pendant le temps mort d'une séquence à refermeture automatique pour une seule phase, dans laquelle le circuit peut être utilisé. La sertie du circuit 10 agit pour rendre conducteurs les 20 commutateurs à transistor 5» 6 afin d'alimenter les circuits 7» 8 ; elle n'accomplit que cette fonction de commutation, contrairement à la sortie du circuit u2 qui, comme on l'a mentionné, alimente la puissance de fonctionnement et n'accomplit la fonction de commutation que quand un niveau prédéterminé a été 25 dépassé. Le niveau à 80 % pour le circuit 2 est réglé de façon à éviter qu'une tension induite dans une phase isolée en provenance d'une phase vive adjacente ne rende les transistors 5 et 6 conducteurs avant que la tension Y' ait atteint .un niveau suffisant pour maintenir le courant de charge normale des circuits 7 30 ®"t 8» Cela évite tout puisage indésirable sur l'alimentation "d'appoint" provenant de la batterie de poste à relais (décrite1 ci-après). Uii circuit de sécurité 12 est prévu pour diminuer le temps de fonctionnement du relais au moment de sa mise au travail quand 35 un défaut se présente au point du relais ou à une très grande proximité, de façon que le disjoncteur de protection puisse être actionné de façon pratiquement instantanée. Un tel défaut peut être causé par des pinces de mise à la terre laissées sur la ligneo Dans ce cas, la tension présentée au relais par le circuit 40 2 sera très faible et l'alimentation d'appoint par la batterie de 70 05610 4 2031495 poste agira sur le circuit de sécurité. Ge circuit de sécurité comprend un transistor 14 qui est conditionné pour n'être conducteur que pour le temps pendant lequel un condensateur 15 se charge à travers une résistance 16 lors de la conduction, ce 5 transistor étant ensuite maintenu dans son état de non-conduction en réponse à l'élévation de la tension de base, appliquée par la résistance 17, au-dessus de sa tension d'émetteur quand le condensateur atteint un certain niveau de charge. La borne de sortie 19 est reliée à un circuit de relais (non représenté) qui agit 10 pendant un défaut et, si un défaut très proche se présente pendant la période de charge, la sortie en 19 a pour effet que le circuit de relais fait fonctionner le disjoncteur de façon pratiquement instantanée, au lieu de le faire fonctionner après un retard temporisé. Un circuit de maintien est complété par la borne de 15 sortie 20 dès que le circuit de relais a fonctionné de façon que la jonction- émetteur-base du transistor 14 soit maintenue à une polarisation directe, ce qui maintient le passage de courant dès que le condensâteur 21 s'est chargé à sa tension appropriée. Ce condensateur 21 empêche ainsi la fonction de maintien d'être 20 mise en action par des signaux parasites. On a prévu en outre une diode 22 pour inhiber l'action du circuit de sécurité à des niveaux normaux de tension du circuit 2 en effectuant immédiatement une polarisation inverse à la jonction émetteur-base du transistor 14 tandis qu'à de faibles 25 niveaux de tension, comme c'est le cas pour des défauts très proches, la tension sur l'anode de cette diode est inférieure à celle sur l'émetteur du transistor 14 assurée par la batterie, de sorte que le circuit peut fonctionner de la manière normale. Comme mentionné ci-dessus, la batterie de poste 13 établit 30 une alimentation d'appoint, c'est-à-dire qu'elle fournit la puissance supplémentaire nécessaire pour déclencher les relais de sortie dans le cas où un défaut de ligne se présente, car les transformateurs d'entrée ne sont conçus que pour correspondre à la faible consommation de puissance requise par les circuits de 35 mesure et ne peuvent pas fournir la puissance élevée requise périodiquement lors de défauts d'isolation. En outre, la batterie peut fournir la puissance nécessaire pour actionner tous les circuits du relais 7» 8, etc ... dans le cas d'une défaillance dans l'alimentation prélevée des grandeurs de ligne contrôlées. 70 05610 5 2031495 Pour cela, la batterie 13 est reliée, à travers un filtre . RG passe-bas 24, à un régulateur 25 comprenant deux transistors identiques 26, 27 dont les chemins émetteur -collecteur sont reliés en série l'un à l'autre, la base du transistor 26 étant 5 maintenue à la tension de claquage d'une diode de Zener 28 de façon à assurer que l'émetteur de ce transistor, et par suite le collecteur du transistor 27, ne s'élèvent jamais au-dessus de ce niveau. Un autre transistor 29, ayant une résistance de base 30, est aussi prévu. Ce régulateur agit en réponse à un détecteur 10 de niveau comprenant une diode de Zener 32 branchée entre la ligne positive d'1 alimentation et la jonction entre le transistor 29 et sa résistance 30. Dans le fonctionnement de ce circuit sous des conditions normales, le transistor 29 est maintenu à l'état de conduction car la tension Zener de la diode 32 est dépassée ; par conséquent^ les transistors 26, 27 sont maintenus à l'état de non-conduction. Si l'alimentation normale vient maintenant à être surchargée par suite du fardeau imposé par les charges 7 et 8 en réponse à un défaut, de ligne, la tension d'alimentation s'abaisse de sorte 20 Ainsi, le courant n'est prélevé de la batterie de poste 13 30 70 05610 6 2031495 par suite du courant nécessaire pour charger le condensateur 34-, ce qui diminue la vitesse d'élévation du courant de hase dans le transistor en série 27. Le retard à l'élévation du courant de sortie est négligeable pour une utilisation normale . 5 Pour de plus faibles tensions de batterie, le circuit représenté à l'intérieur du rectangle en trait interrompu peut avantageusement être supprimé car il n'est nécessaire que pour des valeurs élevées de la tension de batterie quand cette tension avec toute tension transitoire additionnelle, pourrait avoir pour 10 effet que le régime de tension du transistor 27 soit dépassé. Bien qu'on ait décrit complètement l'invention en référence à une forme d'exécution particulière, on comprendra qu'on pourrait envisager diverses modifications sans s'écarter du cadre de l'invention» Par exemple, on n'a représenté que de simples 15 transistors 26, 27 en série mais en pratique chacun des éléments 26, 27 peut comprendre un certain nombre de transistors reliés en cascade pour assurer un gain élevé garantissant un rapport du courant maximal de charge au courant de polarisation assez grand pour rendre ce dernier (prélevé continuellement par le transistor 20 29) négligeable. 70 05610 7 2031495 UTiiimiioia. 1, Circuit de contrôle pour contrôler une ligne de transport d'énergie électrique, ce circuit de contrôle étant alimenté à partir de la ligne de transport dans les conditions 5 normales et à partir d'une batterie quand la puissance disponible à partir de la ligne de transport est insuffisante, caractérisé par le fait que la batterie (13) est une batterie de poste chargée indépendamment et est reliée de façon permanente au circuit de contrôle (12) à travers un régulateur de tension 10 (25-32) qui est réglé pour être coupé dans les conditions normales. - ' 2. Circuit de contrôle selon la revendication 1, dans lequel le régulateur comprend tin transistor en série pour relier la batterie à un conducteur principal de puissance du circuit 15 de contrôle et un transistor de commande répondant à la tension du conducteur principal de puissance pour commander le transistor en série. 3o Circuit de contrôle selon la revendication 2, dans lequel une diode de Zener est branchée entre le conducteur 20 principal de ptiissance et la base du transistor de commande pour déterminer la tension à laquelle le transistor en série est eoupé. 40 Circuit de contrôle selon.l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant- un moyen de commutation, comman-25 dé par les signaux provenant de la ligne de transport d'énergie à contrôler pour isoler de l'alimentation en puissance la plus grande partie du circuit de contrôle quand tous ces signaux sont au-dessous de niveaux prédéterminés. 5. Circuit de contrôle selon l'une quelconque des revendi-30 cations précédentes, comprenant un circuit de sécurité qui, lors de l'alimentation initiale du circuit de contrôle, fournit une impulsion à un circuit temporisateur qui est alimenté en réponse à un détecteur de défaut agissant rapidement, le circuit temporisateur fonctionnant normalement avec un retard mais répondant 70 05610 8 2031495 à cette impulsion, sans retard pour faire fonctionner un disjoncteur de la ligne de transport d'énergie, de telle sorte qu'un défaut décelé lors de l'alimentation initiale du circuit de surveillance assure une action de correction immédiate. 5 6o Circuit de contrôle selon la revendication 5» dans lequel le circuit temporisateur, quand il est actionné, renvoie au circuit de sécurité un signal pour maintenir la dite impulsion jusqu'à élimination du défaut.