Brevet FR2085975A1 — publié le 19711231

î 2085975 La présente invention concerne un montage pour le déclenchement de lignes haute tension à courant continu à l'aide d'un dispositif de commutation, disposé en série avec un sectionneur et en parallèle avec un autre sectionneur. 5 On connaît déjà des montages dans lesquels le dispositif de commutation comprend un groupement en série de résistances ohmiques, et, en parallèle avec chaque résistance, une soupape électrique qui doit être du type commandé. Si, dans le dispositif connu, on éteint pas à pas les soupapes, les ré-]_q sistances qui sont en parallèles se trouvent insérées dans le circuit et réduisent ainsi le courant. L'objet de tels dispositifs est d'évacuer, après l'avoir convertie en énergie thermique, l'énergie magnétique qui, au début de la coupure des lignes haute tension à courant continu, est présente dans le circuit,, Les montages connus présentent cependant l'inconvénient qu'à chaque résistance ohmique doit correspondre au moins une soupape électrique commandée. Si le processus de déclenchement ne doit 20 pas se dérouler trop brutalement, il faut prévoir un nombre de pas de manoeuvre augmenté en conséquence. Or, en plus des soupapes électriques correspondantes, ceci exige aussi un grand nombre de condensateurs de commutation et, le cas échéant, aussi un grand nombre d'inductances de commutation. 25 L'objet de la présente invention consiste à réaliser un dispositif pour le déclenchement de lignes haute tension à courant continu, qui évite les inconvénients des montages connus. Selon la présente invention, le problème 50 précité est résolu en ce que des moyens sont prévus, qui servent à insérer à tour de rôle deux branches résistives du dispositif de commutation, monté en parallèle sur le sectionneur j et que d'autres moyens sont prévus qui servent à augmenter par échelons successifs la résistance des branches résistives, du-55 rant les intervalles de temps où celles-ci ne sont pas traver-àêes par le courant„ L'avantage de l'invention réside en particulier en ce que, comparativement aux dispositifs considérés comme faisant partie de l'état actuel de la technique, le nom— 71 12233 2 2085975 bre des soupapes électriques commandées nécessaires est beaucoup plus faible et que l'on n'a besoin que d'un seul condensateur de commutation. Un autre avantage important du dispositif 5 selon l'invention, doit être vu, en ce qu'il est possible, d'une manière très simple d'adapter de manière optimale le processus de déclenchement aux caractéristiques du réseau haute tension à courant continu, en choisissant convenablement le nombre d'étages dans les branches résistives, ainsi que leur échelon-10 nement. Pour cela, aucune modification du montage de base n'est nécessaire, et par conséquent cette adaptation peut s'effectuer après coup, en exploitation pratique. Selon une forme de réalisation préférée, les moyens qui servent à l'insertion alternée degfrranch.es résis-15 tives consistent en des soupapes électriques, associées à des soupapes électriques commandées et à tin condensateur de commutation. Selon une autre forme de réalisation,les moyens servant à augmenter par échelons successifs la résistan-20 °e des branches résistives peuvent être des sectionneurs mécaniques, disposés chacun en série avec les résistances qui, mises en parallèle, constituent les branches résistives. Il est particulièrement avantageux de disposer, en série avec le condensateur de commutation, taxe 25 inductance de commutation, car on limite ainsi la vitesse de croissance du courant di/dt, lors de la décharge du condensateur. Il convient, d'autre part, de disposer une inductance de commutation en série avec la soupape élec-50 trique commandée du premier groupement en série, car on limite ainsi la vitesse de croissance du courant au moment où le dispositif de commutation assume la conduction de la totalité du courant de la charge. Sur.le dessin, on a représenté données 55 à titre d'exemple, des réalisations selon l'invention» Sur ce dessin : la Fig. 1 montre un montage selon l'invention j 1 la Fig. 2 montre une variante du dispo 71 12233 5 2085975 sitif selon la figure 1. Sur les deux figures, les éléments identiques ont été affectés de repères semblables, qui désignent respectivement : LQ l'inductance de la ligne Rq la résistance ce ohmique de la ligne, S* et Sg les sectionneurs, Em la tension en continu , et ¥2 les branches résistives constituées par les résistances ohmiques R^ à Rn, et les organes de commutation à K^, et Tg des soupapes éléctriques commandées, et Dg des soupapes électriques, C un conden-10 sateur de coiomutation et L^-p des inductances de commu tation. Le fonctionnement du dispositif selon l'invention sera expliqué plus en détail, à l'aide de la figure 1 sur laquelle, pour faciliter la compréhension, les organes 15 de commutation à Kn ont été numérotés dans l'ordre de fonctionnement Dans l'état de continuité de la ligne haute tension, les sectionneurs S-^ et S£ sont fermés, et le dispositif de commutation est en ordre de marche. Cela signifie 20 que tous les organes de commutation à se trouvent dans les positions où ils laissent passer le courant (positions représentées sur la figure l), les soupapes électriques commandées et sont bloquées, et le condensateur de commutation C est chargé de telle manière que l'armature raccordée à la 25 connexion reliant la cathode de la soupape I>2 à l'anode de la soupape commandée ^ porte une charge positive. Le condensateur C a reçu cette charge à la fin du processus de déclenchement antérieur, ainsi qu'il sera montré plus loin. Pendant le fonctionnement du dispositif 30 de déclenchement, aucun dispositif particulier n'est nécessaire pour charger le condensateur de commutation 0, car du fait de la structure particulière du montage, celui-ci est toujours chargé à la polarité convenable par le courant de charge I . Lorsque le sectionneur S^ commence à 35 s'ouvrir, un dispositif de commande, qui n'a pas été particulièrement représenté, amorce la soupape électrique et le courant de charge I se commute alors du sectionneur SI dans la branche résistive avec la soupape électrique et la soupape électrique commandée » erL maison de la diminution r 71 12233 4 2085975 de la pression de contact et du fait de l'augmentation de la chute de tension qui en résulte aux bornes du sectionneur S^. Comme l'organe de commutation est conducteur, la totalité du courant de charge I peut s'écouler sans encombre à travers le ^ dispositif de commutation, de sorte que l'on peut ouvrir le sectionneur sans arc. On procède alors à l'amorçage de la soupape électrique commandée • Le condensateur de commutation C peut alors se décharger à travers celle-ci et à travers la sou-10 pape électrique commandée qui est conductrice, et il éteint ainsi la soupape commandée Grâce à la présence des soupapes électriques D-^ et I>2, le condensateur de commutation C ne peut se décharger qu'à travers les soupapes électriques commandées et 15 T2 ° Le courant de charge I s1 écoule alors, pendant un court instant à travers l'organe de commutation conducteur K^, la soupape électrique , le condensateur de commuta-tation G, la soupape commandée et enfin par le sectionneur 20 fermé S2 - Le condensateur de commutation C se charge ainsi avec la polarité inverse, et, au fur et à mesure que. sa charge augmente, il interrompt ainsi progressivement ce circuit. Le courant de charge I est alors transféré de plus en plus dans; la branche résistive qui réduit ce courant à une nouvelle valeur 25 selon une loi déterminée par la constante de temps LQ/(Ro + du circuit,W2 étant la résistance résultante de toutes les résistances en parallèle, insérées dans le circuit, à savoir ^1® ^5' ^5' *"" ®n* Dans la branche résistive W-^, qui pendant 30 ce temps n'est parcourue' par aucun courant, on fait passer l'organe de commutation dans la position non conductrice, de sorte que la résistance résultante de cette branche correspond alors au couplage en parallèle de Rg, R^ ».° • Peu avant que le courant de charge I ait 35 atteint sa nouvelle valeur, on procède au deuxième amorçage de la soupape commandée Le condensateur de commutation C se décharge alors à travers celle-ci, et à travers la soupape commandée T2» se trouve ainsi éteinte. 71 12233 5 2085975 Le courant de charge I déjà réduit, se . partage durant un court instant entre les branches résistives et W21 la partie passant par la branche ¥2 rechargeant le condensateur de commutation 0 avec sa polarité initiale, et ^ étant ensuite interrompue par celui-ci. Le changement d'état de l'élément de commutation Kg peut aussi se faire alors en l'absence de courant. A l'aide des soupapes électriques commandées ^2' 031 °°l|Ttlf,Tld-e ainsi, de la manière qui vient d'être ]_q décrite , le transfert alterné du courant I de charge entre les branches résistives et Wg, et on augmente pas à pas la résistance de chacune de ces branches au cours des intervalles de temps sans courant, en coupant la conduction des organes de commutation K, à K dans l'ordre de leur numérotation. 1 n 15 Pour terminer, on amorce la soupape élec trique commandée Comme tous les organes de commutation K-^ à sont alors non conducteurs, le courant de charge I, déjà fortement diminué, doit passer par la résistance ohmique dans la branche Wg, la soupape électrique Dg» le condensateur de com-20 mutation C, la soupape commandée et par le sectionneur Sg-Lorsque le condensateur de commutation est chargé, et ceci avec sa polarité initiale, aucun courant ne peut plus passer par le dispositif de commutation, de sorte que le sectionneur Sg peut s'ouvrir lui aussi sans arc. 25 Le sectionneur subit alors la tension de rétablissement, et la ligne haute tension est ainsi coupée» Avec le dispositif de commande qui n'a pas été représenté, on rétablit le dispositif de commutation dans l'état de marche, c'est-à-dire que l'on ramène tous les organes 30 de commutation à dans leur état conducteur, et les deux soupapes commandées ®2 * bloqué. Le condensateur de commutation a été chargé avec la polarité convenable par la dernière impulsion du coxi-rant de charge, et il conserve cette polarité jusqu'au déclen-35 chement suivant. Le cas échéant (si les intervalles entre deux déclenchements sont trop longs), le maiiitien de la charge de ce condensateur peut être assuré par un petit appareil de charge, enclenché seulement pendant les périodes d'inactivité. Si, comme on le voit sur la figure 2, on 71 12233 6 2085975 insère judicieusement en série avec le condensateur de commutation C et/ou en série avec la soupape électrique commandée les inductances de commutation LE^ ou IEg » 011 limite la vitesse de croissance du courant di/dt dans les soupapes, de 5 sorte que celles-ci ne peuvent être soumises à des sollicitations excessives. Ceci est particulièrement important lorsque l'on utilise avantageusement, en tant que soupapes commandées et Tg» des soupapes commandées à semi-conducteurs, appelées thyristors. 10 Sur le dessin, il a été prévu des section neurs mécaniques S-^ et Sg, ainsi que des interrupteurs mécaniques K-^ à à leur place il est possible d'utiliser, sans autres, d'autres éléments servant à laisser passer le courant électrique» 71 12233 7 2085975 ÏETtmiCilIOlS 1. Montage pour le déclenchement de lignes haute tension à courant continu à l'aide d'un dispositif de commutation, disposé en série avec un sectionneur et en 5 parallèle avec un autre sectionneur, caractérisé en ce que des moyens (D^, Dg, ^2' sont prévus qui servent à l'insertion alternée de deux branches résistives (W^, Wg) du dispositif de commutation, monté en parallèle avec le sectionneur (S-^), et que d'autres moyens (K-^ à E^) sont prévus qui ser-10 vent à accroître pas à pas la résistance des "branches résistives (W^, V^) pendant les intervalles de temps respectifs où celles-ci sont sans courant,» 2. Montage selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une première branche résistive (W-^) avec 15 une soupape électrique (^1)1 suivie d'une soupape électrique commandée , constitue un premier groupement en série, qu'une deuxième branche résistive (Wg) constitue, de la même manière, avec une soupape électrique (Dg) e'fc UCLe soupape électrique commandée (^i) j un deuxième groupement en série ; et 20 Que les deux groupements en série, couplés en parallèle, réalisent le dispositif de commutation, les points de liaison entre les cathodes des soupapes électriques (D^, Dg) avec les anodes des soupapes électriques commandées (^1» ^2^ étant réuni.s par un condensateur de commutation C. 25 3. Montage selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la première branche résistive (W^) comprend un groupement en parallèle de résistances ohmiques (E-2» R4. •••• R^i), disposées chacune en série avec un. élément de (K^, ... K^, ..<> Kn-2> ^3) î e-fc QU-'un 30 autre élément de coupure (K^) court-circuite ce groupement en parallèle,, 4. Montage selon la revendication 1 et la revendication 2, caractérisé en ce que la deuxième branche résistive (Wg) comprend un groupement en parallèle de résistan-35 ces ohmiques Q^i» ..<> Rn), chacune de ces résistances, à l'exception d'une (Rn)» étant associée à un élément de manoeuvre (K^j £4» Kg > •••«> K^i), disposé en série» 71 12233 8 2085975 5. Montage selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une inductance de commutation (LKg) est disposée en série avec le condensateur de commutation (C). 6o Montage selon la revendication 2 caractérisé en ce qu'une inductance de commutation (LK-^) est disposée en série avec la soupape électrique commandée (T^) du premier groupement en série.