Brevet FR2174099A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne un montage pour le changement de prises de transformateur en charge et sans coupure, avec deux interrupteurs à vide principaux, en parallèle chacun avec un interrupteur à vide auxiliaire en série avec une résistance de passage, les sorties de tous les interrupteurs à vide étant reliées alternativement par un commutateur à une dérivation selon un programme prédéterminé. Le rapport de transformateurs à prises est adapté aux conditions de charge en service, sans coupure du courant de charge. On utilise dans ce but des changeurs de prises en charge. Le brevet allemand nO 1 901 105 décrit un montage pour des changeurs de prises en charge, comportant quatre interrupteurs à vide et permettant un changement de prises même en cas de surintensités. Ce montage évite en outre tout encrassement ou décomposition de l'huile entourant le changeur de prises et permet ainsi un fonctionnement pratiquement sans maintenance, ainsi que des résistances de passage relativement faibles par suite de la séquence de commutation temporelle réalisable. Un inverseur, commutant sans puisstance, est prévu dans le montage connu pour décharger l'interrupteur à vide en courant et tension dans la position de base.Un inconvénient de ce montage réside toutefois dans l'impossibilité de déceler des défauts des interrupteurs à vide principaux pendant le fonctionnement du changeur de prises en charge, ce qui risque d'entratner des manoeuvres intempestives. L'invention a pour objet un montage pour changeur de prises en charge, offrant une sécurité interne supérieure à celle des montages connus et permettant en outre de réduire l'appareillage nécessaire à un minimum. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, un disjoncteur, actionné normalement en l'absence de courant mais calculé pour commuter le courant nominal du montage, est branché en amont de chaque interrupteur à vide principal et, selon le programme prédéterminé, se ferme juste avant la fermeture et s'ouvre juste après l'ouverture de l'interrupteur à vide principal qui lui correspond. L'invention est très avantageuse, car les disjoncteurs sont calculés de façon à supporter le courant de charge en cas de défaillance dTun interrupteur à vide principal en service nominal, ce qui permet de maintenir d'abord un service de secours sans interruption, malgré la défaillance de l'interrupteur à vide principal. Les gaz dégagés par la commutation et/ou la manifestation lumineuse de l'arc pendant ce service de secours constituent une indication de défaut. Il est en outre possible d'effectuer pendant ce service de secours les commutations éventuellement nécessaires sur le réseeau, de sorte que l'alimentation des utilisateurs en énergie électrique ne subit aucune interruption. Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les sorties des interrupteurs à vide sont reliées directement à la dérivation vers le réseau et au contact mobile d'un commutateur simple, qui courtcircuite en position de base l'interrupteur à vide principal fermé et dont les contacts s'ocrent pendant une commutation. Ce commutateur est plus simple que celui nécessaire dans le montage connu. Cette simplification est rendue possible par les disjoncteurs qui mettent les interrupteurs à vide principaux hors tension.Une décharge en tension des interrupteurs à vide principaux en série avec une résistance n'est pas absolument nécessaire, car après un claquage du circuit du contact ouvert, possible par suite d'une surtension dans le transformateur à prises, le courant est limité par la résistance et l'expérience montre qu?il s'annule automatiquement lors de son passage par zéro suivant, Selon une autre caractéristique de l'invention, les disjoncteurs branchés en amont des interrupteurs à vide principaux, tous les interrupteurs à vide du montage et le commutateur sont entrainés mécaniquement par un arbre commun. D'autres caractéristiques et Avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous de deux exemples de réalisation et des dessins annexés sur lesquels la figure 1 représente un montage selon l'invention avec un commutateur classique; et la figure 2 représente un montage avec un commutateur simplifié. Des bras sélecteurs W1 et W2 sont reliés aux points n et n + 1 d'un enroulement à prises Ust d'un transformateur non représenté. Le bras sélecteur W1 est relié par un disjoncteur S1 à un interrupteur à vide principal VIl et par une résistance rl à un interrupteur à vide auxiliaire V12. Les sorties de l'interrupteur à vide principal Vll et de l'interrupteur à vide auxiliaire V12 sont reliées par une ligne commune à un contact fixe 10 d'un commutateur UO. En parallèle, un contact fixe 1 de ce commutateur est relié au bras sélecteur V1 par une ligne de liaison L1.Le bras séldcteur W2 est de même relié à un contact fixe 20 du commutateur UO par un disjoncteur S2 et un interrupteur à vide principal V2I, ainsi que par une résistance r2 et un interrupteur à vide auxiliaire V22. Une ligne directe 1,2 relie en outre le bras sélecteur W2 à un contact fixe 2 du commutateur UO. Par une dérivation IL, le courant circule du contact mobile du commutateur UO vers le réseau. La figure 1 représente la position de base, dans laquelle le bras sélecteur V1 est parcouru par le courant. Une commutation en charge sur le bras sélecteur W2 démarre par le basculement d'un pont Br, relié au contact mobile du commutateur UO, des contacts fixes 1-10 sur les contacts fixes 10-20. Le courant ne circule alors plus dans la ligne de liaison L1, mais dans l'interrupteur à vide principal VX1. Ce dernier s'ouvre alors et le disjoncteur S1 immédiatement après : le courant circule dans le montage en série de la résistance rl et de l'interrupteur à vide auxiliaire V12. L'interrupteur à vide auxiliaire V22 se ferme ensuite et reçoit le demi-courant de charge du bras sélecteur W2.Dans cette position intermédiaire, un courant de compensation circule en outre du bras sélecteur W2 vers le bras sélecteur W1, par la résistance r2, l'interrupteur à vide auxiliaire V22, le contact fixe 20, le pont Br, le contact fixe 10, l'interrupteur à vide auxiliaire V12 et la résistance rl. L'interrupteur à vide V12 s'ouvre, le disjoncteur S2 s'ouvre immédiatement après, puis linterrupteur à vide principal V21 se ferme, de sorte que le courant de charge circule désormais par le disjoncteur S2 et l'interrupteur à vide principal V21 vers le contact fixe 20 du commutateur UO. La poursuite du pivotement du pont Br jusqu'au contact fixe 2 court-circuite enfin les deux derniers interrupteurs mentionnés au moyen de la ligne de liaison L2. Lors d'une commutation du courant de charge du bras sélecteur W2 sur le bras sélecteur W1, les divers interrupteurs sont actionnés dans l'ordre inverse, ce qui permet l'emploi d'un mécanisme simple. Lorsqu'un des interrupteurs à vide principaux Vll ou V21 devient défectueux et ne coupe plus le courant, cette coupure est assurée par le disjoncteur correspondant S1 ou S2, ce qui évite tout risque pour le transformateur. Ces disjoncteurs S1 et S2 étant des disjoncteurs normaux, à contacts dans l'huile, leur manoeuvre en charge produit un arc. L'effet lumineux de ces arcs ou les gaz de décomposition ainsi produits servent à l'indication du défaut affectant l'interrupteur à vide principal Vll ou V21 considéré.Les disjoncteurs Sl et S2 étant calculés et disposés de façon à pouvoir commuter le courant nominal, un service de secours est assuré pendant un certain temps, sans coupure, après la défaillance d'un des interrupteurs à vide principaux. Un défaut des interrupteurs à vide principaux se manifeste par un dégagement gazeux sur les résistances r ou les contacts de commutateur 10 ou 20. Dans le montage de la figure 2, le commutateur UO est remplacé par un commutateur U à contacts fixes 1 et 2. Les sorties des deux inter n rupteurs à vide principaux Vll et V21 ainsi que des interrupteurs à vide auxiliaires V12 et V22 sont reliées entre elles et à la dérivation IL. Le commutateur U peut ainsi être nettement plus simple que le com n mutateur UO à quatre contacts fixes. La commutation dans ce montage commence également en amenant le contact du commutateur U relié à la dérivation IL dans la position n 1, médiane représentée en tirets. La commutation se déroule ensuite comme dans le montage de la figure 1. Le montage en série du disjoncteur S2 et de l'interrupteur à vide principal V21 est finalement court-circuité par l'application du contact mobile du commutateur U sur le contact n fixe 2, de sorte que l'interrupteur à vide est déchargé en courant dans la position de base. Les arcs se produisant sur les disjoncteurs S1 et S2 indiquent dans ce cas aussi des défauts des interrupteurs à vide principaux Vll et V21. Des claquages entre les contacts ouverts de l'interrupteur à vide auxiliaire V12 ou V 22 peuvent produire des courants entre les prises. Leur intensité est limitée par la résistance rl ou r2 et s'annule lors du passage suivant du courant par zéro. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications I. Montage pour le changement de prises de transformateur en charge et sans coupure, avec deux interrupteurs à vide principaux en parallèle chacun avec un interrupteur à vide auxiliaire en série avec une résistance de passage, les sorties de tous les interrupteurs à vide étant reliées alternativement par un commutateur à une dérivation, selon un programme prédéterminé, ledit montage étant caractérisé par un disJonc- teur qui, actionné rrmalernnt en l'åbsence de courant mais calculé pour commuter le courant nominal du montage, est branché en amont de chaque interrupteur à vide principal, se ferme juste avant la fermeture et stow re juste apres l'ouverture de l'interrupteur à vide principal qui lui correspond, selon le programme prédéterminé. 2. Montage selon revendication 1, caractérisé en ce que les sorties des interrupteurs à vide principaux et auxiliaires sont reliées directement à la dérivation vers le réseau et au contact mobile d'un commutateur simple qui, dans la position de base, court-circuite l'interrupteur à vide principal raccordé et dont les contacts s'ouvrent pendant une commutation. 3. Montage selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les disjoncteurs branchés en amont des interrupteurs à vide principaux, tous les interrupteurs à vide du montage et le commutateur sont entraînés par un arbre commun.