Brevet FR2042480A1 — publié le 19710212

i 2042480 En vue d'assurer la protection des lignes à courant fort, des barres omnibus, des transformateurs et des alternateurs, on utilise souvent des relais dfirapédance, cela à titre de relais de mesure ou d'organes de déclenchement pour d'autres contaeteurs. Compte tenu de certains souhaits ou de certains types de circuits, de tels relais peuvent présenter dans le plan complexe R-X des courbes de fonction différentes. La courbe de fonction la plus simple est le cercle centré sur l'origine du plan prébité. Cette ! courbe circulaire n'est toutefois pas toujours très rationnelle, jq étant donné que le relais peut alors être amené à intervenir de façon intempestive, par exemple dans le cas des charges élevées de l'objet à protéger qui sont interprétées par le relais comme une impédance décroissante. Cet inconvénient des relais d'impédance peut être éliminé dans une large mesure en étirant la courbe de fonction selon une certaine direction par rapport aux axes de coordonnées du plan complexe, ce qui peut être obtenu au moyen de circuits plus ou moins compliqués, par exemple à l'aide d'une impédance de compensation. On connaît également des relais ayant une courbe de fonction en ellipse, ou suivant une autre 20 forme ovale du même genrer qui permet de réduire le risque de déclenchement intempestif. Les relais cités en dernier lieu sont souvent compliqués, quant à leur circuit, et simultanément ils sont affectés par des délais de déclenchement assez importants. En général/ les relais rapides ont une courbe, de fonction défa-25 vorable. On pourra citer par exemple les relais dont la courbe de fonction est en forme de feuille de trèfle. L'invention vise un relais statique drimpédance offrant de grandes possibilités d'adaptation à des situations diverses. Simultanément, le relais selon l'invention est caractérisé par jq des temps de réponse très faibles. Le relais d Impédance selon l'invention comprend un circuit de courant, un circuit de tension, et un détecteur de zéro qui est connecté aux deux circuits précités, le circuit de courant étant réalisé de telle sorte qu'il produise une tension ondulée qui est proportionnelle au courant. -.c L'invention est caractérisée en ce que le circuit de tension DO comprend une première partie qui est destinée à fournir une tension continue qui est proportionnelle à la tension appliquée au relais et une seconde partie qui est destinée à fournir une autre tension puisée qui est proportionnelle à la tension appli-4G quée audit relais, avec encore un dispositif pour effectuer la 70 16186 2 2042480 somme des deux dernières tensions précitées. L'invention sera décrite ci-après de façon plus détaillée en se référant aux dessins ci-annexés, lesquels sont fournis à titfce purement illustrât!f et non limitatif et dans lesquels t 5 La figure 1 représente le schéma d'un mode possible de réalisation de l'invention. La figure 2a montre quelques exemples de courbes de fonction qu'il est possible d'obtenir avec le schéma ^elon la figure 1. ! XO La figure 2b montre comment on peut faire tourner une courbe ovale de fonction, par des moyens en eux-mêmes connus, dans le plan des impédances. ! La figure 5 est le schéma d'une variante du mode de réalisation selon la figure 1. 15 La figure 4a représente une courbe circulaire de fonc tion que l'on peut obtenir avec le dispositif selon la figure La figure 4b montre la tension fournie par le circuit de courant dans le cas correspondant à la figure 4a. La figure 4ç montre la tension fournie par le circuit 20 de tension dans le même cas que précédemment. ' La figure 5a correspond au cas d'une courbe circulaire de fonction dont le centre est décalé. La figure 5b montre la tension fournie par le circuit de courant dans le cas correspondant à la figure 5a. 25 La figure 5ç montre la tension fournie par le circuit de tension dans le même cas que précédemment. Dans le mode de réalisation qui est montré par la figure 1, on a un transformateur 1 avec un enr oui orient primaire 2 et un enroulement secondaire 5. L'enroulement primaire 2 est connecté ^0 Par ses bornes 4 et 5 à un transformateur de courant (ou aux transformateurs de courant), non représentés, de l'objet à protéger et il est parcouru par le courant I. L'enroulement secondaire 3> porte deux bornes d'extrémité 6 et 7 et un certain nombre de prises intermédiaires 8, 9» grâce à quoi il est possible de faire 35 varier le rapport de transformation. A l'enroulement secondaire est connecté un pont de redresseurs 10, avec une résistance 11 qui est connectée entre les bornes à courant continu 12 et 13 dudit pont redresseur. Les éléments qui ont été décrits ci-dessus constituent ce qui a été appelé globalement plus haut le "circuit jjO de courant". 70 16186 3 2042480 Le relais drimpédance selon l'invention est également muni d'un second transformateur 20, avec un enroulement primaire 21 et deux enroulements secondaires 22 et 23. L'enroulement primaire 21 est connecté par ses bornes 24 et 25 à un transforma-5 teur de tension (ou aux transformateurs de tension), non représenté, de l'objet à protéger et il reçoit de ce fait une tension U. L'enroulement secondaire 22 est. muni de deux bornes d'extrémités 26 et 27 et en outre d'une borne de point-milieu 28. Entre les bornes d'extrémité 26 et 27 est connecté un circuit de déphasage 10 comprenant une résistance 50 et m condensateur 51. Les trois bornes 26, 27 et 28 sont reliées par des lignes 29, 30 et 31 aux points milieux respectifs 32, 33 et 34 des trois branches d'un montage redresseur 35. Le pôle positif du montage redresseur est relié par une résistance 36 à un point 37 du relais. Le pôle 15 négatif du montage redresseur est relié à un autre point 38 du relais. Entre les deux pôles du redresseur se trouve un condensateur 39 pour égaliser l'ondulation résiduelle du courant continu. Entre les points 37 et 38 est connectée à une résistance 14. Le second enroulement'secondaire 23 est muni de deux bornes d'extré-20 mités 40 et 41 et d'un certain nombre de prises intermédiaires 42 grâce auxquelles il est possible de faire varier par échelons discrets, entre zéro et une valeur maximale, la tension qui est prélevée sur l'enroulement 23. Un pont redresseur 43 est connecté par ses bornes à courant alternatif audit enroulement secondaire 25 23, alors que les bornes à courant continu dudit pont 43 sont connectées, par l'intermédiaire d'une résistance 44, aux deux bornes d'une résistance 14. Enfin, un condensateur 45 peut être intercalé dans le circuit alimentation du pont redresseur 43, lorsque l'on souhaite obtenir me variation die la phase et par consé-30 . quent une variation des conditions de fonctionnement du relais. Le circuit qui vient d'être décrit correspond à ce qu'on a appelé globalement plus haut le "circuit de tension". La valeur instantanée de la tension entre les points 12 et 37 est relevée par le détecteur de zéro 15. Cette tension 35 est constituée par la différence entre ïa tension aux bornes de la résistance 11, laquelle est proportionnelle au courant I, et la tension aux bornes de la résistance 14, laquelle est proportionnelle.,^ la tension U. Le détecteur de zéro fournit un signal de sortie qui met en jeu le relais 17 lorsque la valeur instantanée de la 40 tension entre les points 12 et 37 est supérieure à zéro". Le montage redresseur 35 fournit, aux bornes de la 70 16186 2042480 résistance 14, une tension continue qui est proportionnelle à la tension U. Le circuit de courant fourni aux bornes de la résistance 11 une tension continue puisée qui est proportionnelle au courant I. Ces deux tensions confèrent au relais d'impédance une 5 courbe circulaire de fonction qui est montrée en 46 sur la figure 2a. Cela suppose à priori que la tension prélevée sur l'enroulement secondaire 23 soit nulle. Par contre, si l'on prélève également une tension sur le second enroulement secondaire £3 et si l'on injecte la tension continue ondulée correspondante, en pro-10 venance du pont de redresseur 43, sur la résistance 14, le cer- . cle 46 se transforme en une courbe qui est plus ou moins ovalisée selon que l'intersection entre ladite courbe et l'axe des réels se rapproche plus ou moins de l'origine des coordonnées. L'ovale entièrement convexe 47 correspond à la courbe de fonction qui est 15 obtenue lorsque la tension prélevée sur l'enroulement 23 est relativement faible. Si la tension est plus importante, la courbe de fonction devient rectiligne dans la zone proche de l'axe des réels, comme cela est montré en 48; et enfin, si la tension devient encore plus importante, la courbe s'incurve pour devenir concave, 20 comme cela est montré en 49 sur la figure "2a. En intercalant tin condensateur 45 dans le circuit d'alimentation du pont redresseur 43, il devient possible de décaler la courbe de fonction du relais dans le plan complexe RX. La figure 2b montre l'aspect que présente alors la courbe de fonc-25 tion pour une certaine valeur de la tension prélevée sur l'enroulement secondaire 23 et une certaine valeur de la capacitance du condensateur 45. Le mode de réalisation qui est montré par la figure 3 se distingue de celui qui est montré 'par la figure 1 par deux 30 points. Dans le circuit de courant, le pont redresseur 10 a été remplacé par un redresseur à une alternance symbolisé par la soupape 19, d'où il résulte que la tension qui est obtenue aux bornes de la résistance 11 a l'allure qui est montrée par la figure 4b. D'autre part, on a supprimé le pont redresseur 43, d'où 35 il résulte que la tension qui apparaît aux. bornes de la résistance 14, du fait de l'enroulement secondaire 23, est une tension alternative. Si aucune tension n'est prélevée sur l'enroulement secondaire 23, on obtient aux bornes de la résistance 14 la tension 40 continue qui est fournie par le montage redresseur 35 et qui est y. * ( 70 16186 5 2042480 montrée par la figure 4£. Dans ces conditions, la courbe de fonction du relais est un cercle qui est centré sur l'origine des coordonnées du plan complexe RX. Si une tension est prélevée sur l'enroulement secondaire 23, par le fait que la résistance 5 .14 est connectée par l'intermédiaire du condensateur 52 à deux bornes différentes parmi les bornes 40, 4l et 42 dudit enroulement, a la tension continue qui est fournie par le montage rédresseur 35 se superpose une tension alternative, et l'on bbtient . * . « aux bornes de la résistance 14 la tension qui est montrée sur 10 la figure 5ç_. Cette tension, combinée à la tension continue puisée qui apparaît aux bornes de la résistance 11 et qui est montrée par la figure 5b, permet d'obtenir la courbe de fonction qui est montrée par la figure 5a et qui se présente sous la forme d'ion cercle décalé dans le sens positif selon l'axe des imaginai-15 res. Si l'on inverse le courant prélevé sur l'enroulement 23 le cercle de fonction est décalé vers les valeurs négatives. Le circuit de tension selon l'invention permet par conséquent de modifier, par des moyens très simples et de façon très diversifiée, la forme de la courbe de fonction du relais, 20 grâce à quoi le relais d'impédance selon l'invention peut être utilisé dans des conditions d'exploitation très diverses. 16186 6 REVENDICATIONS 2042480 1° Relais statique d'impédance comprenant un circuit de courant/un circuit de tension et un détecteur de zéro qui est connecté aux deux circuits précités, le circuit de courant étant réalisé de telle sorte qu'il produise une tension puisée qui est proportionnelle au courant appliqué au relais, caractérisé en ce que le circuit de tension comprend une première partie qui est destinée à fournir une tension continue proportionnelle à la tension appliquée au relais, et une seconde partie qui est destinée à fournir une autre tension puisée ondulée qui est proportionnelle à la tension appliquée audit relais, ainsi qu'un dispositif pour effectuer la somme des deux dernières tensions précitées. 2° Relais d'impédance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de courant comprend un redresseur à deux alternances, et en ce que la partie du circuit de tension qui est destinée à fournir la seconde tension puisée comprend également un redresseur à deux alternances. y Relais d'impédance selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de courant comprend un redresseur à une alternance et en ce que la tension ondulée qui est fournie par la deuxième partie du circuit de tension est une tension alternative. 4° Relais d'impédance selon la revendication I, dans lequel le circuit de tension comprend un transformateur de tension avec ion enroulement primaire, un premier enroulement secondaire et un second enroulement secondaire, la première partie dudit circuit de tension étant connectée audit premier enroulement secondaire alors que la seconde partie dudit circuit de tension est connectée audit second enroulement secondaire, caractérisé en ce que le second enroulement secondaire est muni de plusieurs prises intermédiaires qui permettent-d'ajuster à la valeur voulue l'amplitude de la seconde tension puisée ou ondulée.