Brevet FR2235526A1 — publié le 19750124

Des compensateurs statiques avec self à saturation naturelle sont en soi connus et décrits sar exemple dans ACEC-Revue I 1972 pDa 3 à 12, A Schirman, "Les compensateurs statiques d'énergie réactive". Un tvPe de comnensateur statioue Dour réseau trinhasé comprend:: - une batterie de condensateurs subdivisée en plusieurs groupes, chaque groupe étant accordé au moyen de selfs sans fer mises en série, a une fréquence corres pondant a une composante harmonique pouvant apparaître dans le courant demandé par l'installation; - une self triphasée qui, sous l'effet de la tension nominale du réseau, c'est-à-dire la tension au'on désire stabiliser , est comnletement saturée: - trois batteries de condensateurs, monophasées mises en série respectivement avec les trois phases de la self triphasée. L'invention a pour objet l'ensemble formé nar les batteries de condensateurs monophasés raccordées en série avec la self saturée et qui annulent l'effet de la réactance résiduelle de cette dernière. Elle a pour but de rendre moins coûteux cet ensemble et de le doter de possibilités d'adaptation a des paramètres difficiienent prévisibles avec précision lors de la fabrication d'un compensateur statique. L'invention est caractérisée par un transformateur dont les enroulements primaires sont raccordés en série avec les enroulements de la self saturable en lieu et place des batteries de condensateurs monophasés, connus, et dont les enroulements secondaires sont reliés à des batteries de condensateurs monophasés. Cet ensemble transformateur plus batteries de condensateurs possède une caractéristique capacitive et présente plusieurs avantages inattendus par rapport aux batteries de condensateurs qu'il remplace; il neret d'ajuster au moven de prises au primaire et/ou secondaire du transformateur la capacité nécessaire pour l'annulation de l'effet de la réactance résiduelle de la self saturable. Il permet grâce à un entrefer déterminé dans le circuit magnétique du transformateur de former un circuit bouchon pour une onde sous-harmonique du réseau. Il permet par le choix d'une dimension approprié du circuit magnétique du transformateur d'obtenir une saturation de celui-ci à partir d'une surtension déterminée et constitue ainsi un dispositif de protection contre l'effet néfaste des surtensions. L'invention est expliquée ci-dessous par rapport à un exemple d'une forme d'exécution en se référant au dessin annexé. La figure 1 du dessin représente un schéma électrique d'un compensateur statique suivant l'invention. La figure 2 représente une variante d'une partie du schéma électrique montré à la figure 1. Aux figures 1 et 2, un réseau d'utilisation 1 est raccordé via un disjoncteur 2 à un réseau d'alimentation 3. A ce réseau 3 est relié un compensateur statique copprenant, d'une part, une batterie de condensateurs subdivisée en trois groupes 4, 4', 4"; 5, 5', 5"; 6, 6', 6". Chacun de ces grouses est relie avec des selfs sans fer 7, 7',7"; 8, 8', 8"; 9, 9', 9" pour être accordé, chacun à une comnosante harmonique déterrainée, en l'occurrence d'ordre cinq, sept et onze de la fréquence du réseau. Les éléments 1, 2 et 4 a 9" ne sont pas renrésentés a la figure 2.Le compensateur comprend d'autre part une self saturable a la tension nominale du réseau. Suivant la technique connue, chaque phase in, ion', 1n" de cette self saturable est raccordée au réseau 3 via une batterie de condensateurs monophasée. Selon la figure 1, par contre, chaque phase 10, 10', 10 de la self saturable est reliée au réseau 3 via un enroulement primaire 11, 11', Il" d'un transformateur dont les enroulements secondaires 12, 12', 12" sont raccordés a des batteries de condensateurs 13, 13', 13".L'ensemble constitué par les enroulements 11, 11', 11", 12, 12' 12" et les batteries de condensateirs 13, 13', 13" présenté une caractéristique capacitive a la fréquence du réseau. L'inductance à vide du transformateur peut être réglée en ajustant 1' entrefer du circuit magnétique par rapport a la canacité des batteries de con 4nesateurS 13, t3', 13" de telle manière que l'ensemble transformateur plus batteries de condensateurs constitue un circuit bouchon nour une onde sous-kar- monique.Si grâce à la dispositiee de prises sur les enrouelments primaires et/ ou secondaires, le rapport de transformation de ce transformateur est variable, une grande facilité d'adaptation est offferte pour nermettre l'annulation de l'effet de la réactance résiduelle de la self saturable au moyen d'un condensateur de canacité donnée. Selon la figure 2, sur laquelle les éléments 4 à 9 de la figure 1 ne sont pas représentés chaque phase 10, 10', 10" de la self saturable est reliée au réseau 3 via des- enroulements frimaires 14, 14', 14" d'un auto-transformateur dont 15, 15', 15" constituent les enroulements secondaires. Le circuit magnéti- que comprend un entrefer, non représenté. Les batteries de condensateurs 13, 13' 13" sont raccordées entre les extrémités des enroulements secondaires 15, 15', 15" . Des prises 16ç 16', 163 sont prévues, en l'occurrence sur les enroulements primaires pour permettre l'ajustement du rapport de transformation avant la mise en service du compensateur statique.En réglant à une valeur fixe déterminée l'entrefer de l'auto-transformateur, raccordé aux batteries de condensateurs 13, 13', 13", il est possible de rendre cet ensemble résonant à la fréquence de la sous-harmonique d'ordre deux (à la moitié de la fréquence du réseau) ou d'obtenir que cet ensemble Drésente pour cette fréquence une caractéristique inductive, tandis qu'à la fréqune du réseau sa caractéristique est capacitive et de valeur absolue égale à celle de la réactance résiduelle de la self saturable. Le transformateur suivant la figure 1 ou l'auto-transformateur suivant la figure 2 peut comprendre un circuit mavnnetique saturable pour une tension sensiblement plus élevée que sa tension nominale U de service,par exemple Pour une tension qui vaut 1,5 U. Si tel est le cas, une surtension qui dépasse 1,5 1T sature le circuit magnétique de l'auto-transformateur ce qui entraîne une réduction de la réactance de ses enroulements primaires sensiblement en dessous de la valeur absolue de celle de la batterie de condensateurs 13, 13', 13" et par ce fait une caractéristique inductive pour l'ensemble La solutionqui fait usage d'un auto-transformateur suivant la figure 2 présente des avantages considérables par rapport à la solution suivant la figure 1. En effet, dans les enroulements primaires de l'auto-transformateur, le courant inductif se soustrait du courant capacitif, de-sorte que ces enroulements et les contacts de raccordement peuvent être dimensionnés pour environ le tiers seulement de l1énergie pour laquelle doivent être prévus les enroulements de la solution selon la figure 1. De même, dans le cas de la figure 2, les enroulements secondaires ne Drennent qu'environ deux tiers de la puissance pour laquelle doivent être prévus les enroulements secondaires suivant la solution de la figure 1. REVENDTCATIoNS. I. Compensateur statique avec self à saturation naturelle comprenant, d'une part, une batterie de condensateurs subdivisée en plusieurs groupe. un mis en série avec une self sans fer dans le but de l'accorder à une composante harmonique déterminée de la fréquence du réseau, et, d'autre part une self saturable à la tension nominale du réseau, dont chaque phase est mise en série avec une batterie de condensateurs monophasée, caracterisée par un transformateur dont les enroulements primaires sont raccordés en série avec les enroulements de la self saturable en lieu et place des batteries de condensateurs monophasées et dont les enroulements secondaires sont reliés à des batteries de condensateurs monophasées. 2. Compensateur statique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les enroulements primaires. et/ou secondaires du transformateur sont équipés de Prises de réglage pour permettre d'accorder la réactance capacitive de l'ensemble formé par le transformateur et les batteries de condensateurs-monophasés de telle manière qu'elle annule l'effet de la réactance résiduelle de la self saturable. 3. Compensateur statique selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le transformateur comprend un circuit magnétique avec un entrefer fixé à une valeur telle que l'ensemble formé par le transformateur et les batteries de condensateurs constitue un circuit bouchon pour une onde sous-harmonique 4. Compensateur statique selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le transformateur est un auto-transformateur. 5. Compensateur statique selon une des revendications précédentes caractérisé en ce que le transformateur comprend un circuit magnétique qui se sature à partir d'une tension superieure à la tension nominale du reseau auquel il est raccordé.