Brevet FR2255607A1 — publié le 19750718

L'invention concerne un procédé pour la surveillance de la position de phase de grandeurs électriques alternatives, telles que courants ou tensions, en particulier pour la surveillance de la symétrie d'un système triphasé. Pour la surveillance de la symétrie d'un système triphasé de courants et de tensions, il est connu d'extraire la composante zéro du système symétrique de composantes. On décompose le système triphasé naturel en un système zéro, un système normal et un contre-système, on obtient la composante zéro par des montages appropriés de transformateurs, non seulement pour le courant 'nais aussi pour la tension et on l'amène à un dispositif de montage qui signale le dépassement d'une grandeur déterminée du courant zéro ou de la tension zéro. Ce procédé est répandu le plus largement dans la technique de la protection et il existe des formes différentes de traitement des valeurs mesurées. Suivant un autre procédé pour saisir la dissymétrie, on se base sur l'ondulation du courant continu d'un pont triphasé. Les trois courants de phase sont amenés, par l'intermédiaire de transformateurs, a' des redresseurs en pont individuels. Les courants redressés sont reliés ensuite, par l'intermédiaire d'un étage intégrateur, à un redresseur en pont triphasé qui, par l'intermédiaire d'un dispositif amplificateur, commande un montage de déclenchement. Les procédés connus dans la technique de la protection signalent bien une dissymétrie lorsqu'elle se produit, la mesure étant réglable pour un écart par rapport à la symétrie, mais cette méthode ne permet pas une déduction sur la configuration des grandeurs individuelles du système de tension surveillée. Cela est dû à ce qu'on surveille en principe l'intensité d'un courant ou d'une tension qui n'a aucune relation avec la position de phase de ces grandeurs électriques. I1 n'est par conséquent pas possible d'avoir des indications sur celle des phases d'un système triphasé qui est défectueuse bien que ces indications aient pourtant un grand intérêt pour la localisation des défauts dans la technique de la prote~tioll. Dans la technique des mesures, on connaît des variantes extrêmement nombreuses de la mesure de l'angle de phase, mais les différences entre ces variantes portent seulement sur des détails. Suivant ces procédés, des décalages entre deux grandeurs électriques sont déterminés et indiqués. En outre, les tensions alternatives ou les courants alternatifs sont limités et leurs passages à zéro sont saisis par des indicateurs du point zéro. Les impulsions ainsi dérivées et les décalages qu'elles présentent entre elles sont évalués dans un circuit logique. Dans ce procédé, l'écart par rapport à une position de phase déterminée dans une bande de tolérance donnée à l'avance, qui peut etre élargie ou diminuée avec une grande précision, n'est pas signalé en tant que décision basse ou haute. L'invention a pour but de permettre d'obtenir, dans la technique de la protection, en supplément de la fonction de protection des indications concernant ltétat du système de tensions ou de courants et, dans la technique des mesures, elle a pour but de permettre de constater rapidement un écart défini entre deux grandeurs électriques mesurees. L'invention a pour but, au moyen d'une comparaison des positions de phase des tensions et des courants à surveiller, et de leurs écarts par rapport à une position de phase de référence à l'intérieur d'une bande réglable de tolérance, de signaler l'écart en tant que décision basse ou haute et de polarité. Conformément au procédé suivant l'invention, pour la surveillance de la position de phase de deux grandeurs alternatives électriques, qui sont décalées dans le cas normal d'un angle de phase défini, ces grandeurs alternatives electriques sont transformées en trains d'impulsions rectangulaires. L'une des grandeurs transformées est soumise rigidement a' une rotation préalable, d'une manière déjà connue en soi, de l'angle de phase défini, de sorte que les trains d'impulsions rectangulaires se recouvrent. Les deux trains d'impulsions rectangulaires qui, dans le cas normal, se recouvrent et une tension de référence sont amenés à un circuit logique.La tension de référence sert au réglage d'un angle de phase admissible et elle est obtenue au moyen d'un dispositif de modulation suivi d'un indicateur du niveau de tension, à partir d'un train d'impulsions rectangulaires provenant de la rotation de phase. Le circuit logique fournit une impulsion de déclenchement en cas d'écart par rapport à l'angle de phase admissible. Pour la surveillance de la symétrie d'un système triphasé, on transforme chaque groupe de deux 9randeurs alternatives, présentant entre elles, dans le cas de symétrie, un angle de phase de 900, en trains d'impulsions rectangulaires, dans deux dispositifs de montage indépendants l'un de l'autre. Dans chàque/cas, on soumet à une rotation préalable, dé nouveau de 90a, l'une des grandeurs mesurées, de sorte que, dans chaque cas, les trains d'impulsions rectangulaires se recouvrent. Les trains d'impulsions rectangulaires se recouvrant dans le cas normal et les tensions de référence sont amene aux circuits logiques correspondants. Les tensions de référence ont une commande qui leur est commune. Les circuits logiques fournissent dans chaque cas, stil y a un écart par rapport à la dissymétrie admissible, une impulsion de déclenchement. Ces impulsions de déclenchement sont réunies par l'intermédiaire d'un élément "OU", de sorte que les deux circuits fournissent une seule impulsion de déclenchement. Si les trains d'impulsions rectangulaires des grandeurs alternatives électriques sont amenés à une bascule qui est cadencée a > ec l'un de ces trains d'impulsions rectangulaires', et dont les entrées sont alimentées par l'autre train d'impulsions rectangulaires et sa négation, la polarité du déphasage est signalée. Les signaux de sortie numériques du circuit logique peuvent être traités pour leur exploitation dans la technique de la protection et des mesures au moyen de machines à calculer. Avec le procédé suivant l'invention, le décalage et le mode de décalage par rapport à une position de phase déterminée, des grandeurs alternatives électriques à l'intérieur d'une tolérance donnee à l'avance sont signalés et indiques. La description ci-après et les dessins annexés se rapportent à deux exemples de réalisation de l'invention, dessins dans lesquels - La figure 1 représente un schéma de montage de principe pour la mise à exécution du procédé; - La figure 2 représente les différents trains' d'impulsions A deux indicateurs A et F de point zéro sont amenées, comme il est indiqué ourla figure 1, deux tensions U1 et U7, symétriques par rapport au point zéro et déphasées,dans le cas normal, de 900-. Elles fournissent deux trains dtimpulsions rectangulaires décalés de 900, avec le rapport d'impulsions 1 ! 1.Le train U2 d'impulsions rectangulaires appartenant à U1 est amené à un montage à 900, à la sortie duquel peut etre prélevé un train d'impulsions U4 décalé de +900 qui, dans le cas normal, est en phase, avec le train d'impulsions rectangulaires U8 obtenu à partir de U7. Ainsi qu'on l'a proposé déja, la rotation de phase de 900 est obtenue du fait que le train d'impulsions rectangulaires U2 est amené à un intégrateur désigné par le repère B sur la figure 1, qui fournit un train d'impulsions triangulaires U3, et du fait que les passages zéro du train d'impulsions triangulaires sont saisis par un indicateur de point zéro C, monté à la suite de l'intégrateur B. Le train d'impulsions rectangulaires U4 obtenu maintenant est déphasé de 900 par rapport au train d'impulsions U2 et, il est amené à un dispositif de modulation D. En meAme temps, est amenée à ce dispositif de modulation une tension continue réglable dans des limites déterminées. A la sortie du dispositif de modulation, on peut prendre une tension. de référence Uref = U5 dont la grandeur dépend de la tension continue réglable. Cette tension de référence est amenée à un indicateur de niveau de tension E en même temps que le train d'impulsions triangulaires U3 obtenu lors de l'intégration pendant la rotation de phase de 900. A la sortie de l'indicateur du niveau de tension, se présente un train d'impulsions U6 dans lequel il ntexiste de signal zéro que dans la zone des passages zéro de la tension triangulaire. La largeur du signal zéro du train d'impulsions U6.représenté sur la figure 2 est déterminée par-la tension de référence réglable. La demi-largeur du signal zéro caractérise en même temps le déphasage admissible ty adm entre U1 et U2 jusqu'auquel ne peut se produire encore aucune signalisation ou aucun déclenchement. Un montage logique H pour le déclenchement (figure 1) combine ensuite les signaux U4, U6 et U8 conformément à la relation Ug = U6 V U4 U8 v U4 U8 S'il se produit un écart par rapport au cas de fonctionnement normal, c'est-à-dire si le déphasage devient plus grand quetS adm' comme le montre la figure 2b, il se présente å la sortie du montage logique, pendant un temps courtS un signal zéro qui est employé pour commander un montage de bascule désigné par le repère I, qui fournit une impulsion U10 de déclenchement. Pour la surveillance de la symétrie d'un système triphasé, le système doit etre élargi. Dans le cas de symétrie, chaque groupe de deux tensions déphasées de 900 (une tension enchaînée et une tension non enchaînée) d'un système triphasé sont amenées, en tant que grandeurs d'entrée, chacune a un dispositif de montage, et chaque dispositif de montage exécute pour soi le traitement de la grandeur mesurée décrit dans le premier exemple de réalisation. Les impulsions de déclenchement des deux montages sont réunies par l'intermédiaire d'un élément "OU", de sorte que, pour un cas de dissymétrie, il se présente une seule impulsion de déclenchement. Afin que les limites d'entrée en action des deux dispositifs de montage soient identiques, les deux dispositifs de modulation sont reliés a une tension continue unique, réglable dans des limites déterminées. Une localisation des défauts peut être obtenue ici au moyen d'un dispositif supplémentaire G (figure 1) qui se charge seulement d'une décision de polarité avec évaluation logique. En outre, sont amenées à ce dispositif supplémentaire les tensions- U4 et U6 des deux dispositifs de modulation. La décision de polarité est provoquée par le fait que les impulsions rectangulaires de la tension U4 sont raccourcies et utilisées pour les impulsions d'une bascule. Comme tension de référence, sont amenées aux deux entrées de la bascule la tension U8 et sa négation. C'est aux sorties de la bascule que doit être prise ensuite la polarité du déphasage. Les impulsions de sortie sont combinées par l'intermédiaire d'éléments de construction logiques, de sorte qu'à chaque variante de signe qui se présente peut être affectee une explication déterminée. La forme du traitement des signaux dans le procédé pour la surveillance de la position de phase de grandeurs alternatives électriques rend possible un traitement numerique des signaux dans les machines à calculer pour leur exploitation dans leur emploi dans la technique de la protection et des mesures. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus et représentés, à partir desquels on pourra prevoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de 1 invention. REVEND I CATI ON S 10) Procédé pour la surveillance de la position de phase de grandeurs alternatives électriques, caractérisé en ce que deux grandeurs alternatives, décalées dans le cas normal l une par rapport à l'autre d'un angle de phase défini, sont transformées en trains d'impulsions rectangulaires et en ce que l'une des grandeurs alternatives est soumise à une rotation préalable correspondant à l'angle de phase défini, de sorte que'les trains d'impulsions rectangulaires se recouvrent et sont amenés à un circuit logique, lequel, pour le réglage d'un angle de phase admissible, est accouplé avec une tension de référence réglable à déclenchement qui est dérivée par intégration d'un'train d'impulsiôns triangulaires, le circuit logique fournissant, lors d'un écart par rapport à l'angle de phase admissible, une impulsion de déclenchement. 20) Procédé pour la surveillance de la position de phase de grandeurs alternatives électriques suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque groupe de deux grandeurs alternatives présentant ltune par rapport à l'autre, dans le cas de sy trie, un angle de phase de 900, ces grandeurs appartenant à un système triphasé symétrique, sont transformées, dans deux dispositifs de montage indépendants l'un de l'autre en trains d'impulsions rectangulaires, et en ce que dans chaque cas, l'une des grandeurs mesurées est soumise à une rotation préalable de 900, de sorte que les trains d'impulsions rectangulaires se recouvrent, chacun d'eux étant amené à un circuit logique, et pour le réglage d'une dissymétrie admissible, les circuits logiques étant accouplés chacun avec une tension de référence réglable a déclenchement, qui est dérivée par intégration d'un train d'impulsions rectangulaires obtenu lors de la rotation de phase, les circuits logiques fournissant chacun, lors d'un écart par rapport à la dissymétrie admissible, une impulsion de déclenchement et ces impulsions de déclenchement étant réunies par l'intermédiaire d'un élément "OU", de sorte qu'il résulte des deux circuits une impulsion de déclenchement. 30) Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la polarité d'un déphasage des trains d'impulsions rectangulaires entre elles est saisie par une bascule soumise a l'un des trains d'impulsions rectangulaires qui reçoit, amené à ses entrées, l'autre train d'impulsions rectangulaires ainsi que sa négation, et est amenée à un autre circuit logique qui signale les différentes variantes de polarité auxquelles on peut affecter une explication déterminée à l'état du système des grandeurs d'entrée. 405 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les signaux de sortie numériques des circuits logiques sont traités au moyen de machines calculatrices.