Brevet FR2266351A1 — publié le 19751024

La présente invention concerne un dispositif d'alimentation d'equipements récepteurs sensibles aux variations de ten sion et/ou de fréquence dans les installations où l'énergie électrique à courant alternatif est fournie aux équipements recepteurs par l'intermédiaire d'une alimentation de sécurité afin d'éviter que le fonctionnement desdits équipements récepteurs ne soit perturbé par les variations de tension et/ou de fréquence du réseau industriel de livraison de l'énergie électrique. Dans ce genre d'installations les équipements récepteurs requièrent généralement en régime établi de fonctionnement une alimentation à i 2 en tension, A 1% en fréquence avec des coupures de durée inférieure à quelques millisecondes, et en régime transitoire (5 a 100 ms) de fonctionnement une alimentation à + 8% en tension et + 2% en fréquence, alors quc le réseau industriel d'alimentation peut délivrer l'énergie électrique à - 20q6 + 10% en tension, - 4% + 2% en fréquence avec des coupures de durée inférieure à 1 période ( 20 ms à 50 Hz) en régime stable. Pour obtenir une alimentation satisfaisante de léqui- pement récepteur d'une telle installation, il est de pratique courante de prendre cette alimentation sur la sortie d'un onduleur dont l'entrée est reliée à une batterie dsaccumulateurs d'une autonomie adaptée et chargée au moyen d'un redresseur alimenté par le réseau industriel, I'onduleur étant mini des dispositifs adéquats pour la régulation de la tension et de la fréquence Les équipements récepteurs d'une telle installation peuvent truc, par exemple, des ordinateurs chacun comportant des moteurs asynchrones à cage, transformateurs, condensateurs et dont la mise sos tension appelle un courant de démarrage égal à plusieurs fois (généralement de 4 à 6) le courant de fonctionnement absorbé en régime nominal établi En supposant que le réseau industriel de livraison de l'énergie électrique est puissants il sera possible de démarrer et de mettre successivement en service opérationnel les ordinateurs dépendant d'une même alimentation de sécurité, à condition que ladite alimentation soit très largement dimensionnée, sinon la seule chute de tension hors de la tolérance ( - 8*) admissible en régime transitoire rendra non-opérationnels les ordinateurs déjà en service L dispositif selon l'invention permet d'éviter cet inconvénient.Dans celui-ci en effet il est possible de procéder à la mise en service successive d'equipemellt.s récepteurs sans trou bler le fonctionnement des équipements récepteurs déjà en service opérationnel et sans disposer dune alimentation de sécurité largement dimensionnée, mais à condition que l'énergie électrique soit, pendant peu de temps, fournie par le roseau de- livraison dans les tolérances admissibles pour le fonctionnement des équipe- ents récepteurs en régime transitoire, Le dispositif, objet de l'invention, comporte d'une part une alimentation de sécurité dont les tensions de sortie sont synchronisées en phase et en fréquence avec les tensicJns du réseau de livraison de l'énergie électrique tant que ces dernières restent dans les tolérances requises pour les tensions de sortie de ladite alimentation de sécurité,et d7autrc part un contacteur statique, avec ses dispositifs de détection et de pilotage, associé à des fusibles de protection des équipements récepteurs d'une rapidité compatible avec Les perturbations tolérables en régime transitoire eu égard à la puissance de court-circuit au droit desdits fusibles où a lieu la livraison directe de l'énergie électrique lors de la fermeture dudit contacteur statique. Ce dispositif d'une part permet de dimensionner leali- mentation de sécurité seulement pour la puissance de l'ensemble des équipements récepteurs fonctionllant en régime établi qugelle fournit en énergie électrique et d'autre part procure uiie protection sélective au cas d'une surcharge dans l'alimentation d'un équipement récepteur sans perturber, au-delà des variations tollé rées, le fonctionnement des autres équipements récepteurs en service. Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, un mode de réalisation du dispositif : on y voit l'arrivée 1 du réseau in distriel de livraison de l'énergie électrique d'une part à l'ali- entation de sécurité formée par le redresseur-chargeur 2, la batterie d'accumulateurs 3 et ltonduleur autonome (avec filtre incorporé) 4 et d'autre part au contacteur statique 5 muni d'un détecteur 6 et d'un circuit dc commande 7 Le détecteur 6 mesure d'une part la différence de potentiel et de phase aux bornes du contacteur 5, cl'autre part l'intensité totale absorbée par les équipements récepteurs et introduit ces mesures dans le circuit de commande 7 du contacteur statique 5. Sur les barres omnibus 8 -el2. ant I onduleur au contacteur statique sont branchés trois équipements récepteurs 10, 20, 30 chacun présentant trois charges il, 12,13 - 21, 22, 23- 31,32, 33 commandées par les contacteurs correspondants 14,15,16 - 24, 25* 26 - 34, 35 > 36 et étant muni d'un fusible de protection 17, 27, 37 et d'un capteur de courant 18, 28, 38 Si l'on suppose qu'en fonctionnement en régime établi d'une part les équipements récepteurs absorbent un courant par phase respectivement la, Ib, Ic et que les charges divisées de chacun desdits équipements ré récepteurs absorbent respectivement 50%, 35% > 15* dudit courant et 5 fois les pourcentages indiqués pour la première et la troisième charges au moment de la mise sous tension (démarrage) et d'autre part que l'alimentation de sécurité est capable de délivrer son courant de régime In = Ia + Ib + Ic et pendant de faibles durées Im = 1,2 In, si l'on suppose en outre que les trois équipements récepteurs sont identiques (Ia = Ib = Ic = In/3) et que les équipements 10, 20 sont en service opérationnel: on constate que l'alimentation 4 délivre le courant Ia + Ib = 2 In/3 et qu'en ce qui concerne l'équipement 30 on pourrait démarrer et alimenter la charge 33 puis brancher la charge 32 mais on ne pourra pas démarrer la charge 31 - qui conduirait l'alimentation à débiter au minimum 1,49 In c'est-à-dire un courant supérieur à celui Im tolérable - sauf si onfait usage du contacteur statique 5 prévu dans le dispositif selon l'invention. En effet, le circuit 7 est prévu pour ne commander la fermeture du contacteur 5 que lorsqu'il y a surcharge de lfondu- leur(par exemple pour une surcharge de 20%) et à condition cependant que les différences de potentiel et de phase aux bornes du contacteur 5. restent dans des limites prédéterminées, telles par exemple que celles indiquées au second paragraphe de la description, en régime établi et en régime transitoire. Si toutes ces conditions sont remplies par exemple au moment ou le contateur 34 se ferme, le contacteur 5 se fermera presque instantanément ce qui amènera le réseau industriel 1 à fournir l'énergie électrique nécessaire au démarrage de la charge 31 sans apporter des perturbations non tolérables dans l'alimen- tation des équipements récepteurs 1O, 20 en fonctionnement opéra- tionnel. Le processus indiqué dans l'alinéa ci-dessus serait identique dans le cas où la surcharge en courant serait dûe à un défaut interne à l'un des équipements récepteurs en service; le fait d'amener ainsi le réseau industriel 1 sur le Jeu de barres 8 provoquerait par la puissance disponible la fusion rapide du fusible adapté de protection de l'équipement récepteur défaillant sans gêner le fonctionnement des équipements récepteurs en service opérationnel Si le dispositif avec contacteur statique n'était pas utilisé l'onduleur 4 4 se trouverait surchargé de sorte que ses fusibles de protection fondraient ou sa tension s'effondrerait de sorte que dans l'une ou l'autre de ces deux hypothèses le fusi hie de protection de l'équipement récepteur défaillant ne fondrait pas et les autres équipements récepteurs ne pourraient plus être opérationnels L'invention s'applique en particulier à l'alimentation d' ordinateurs 1hEVENDIC-ETIONS Dispositif d'alimentation en énergie électrique d'équi pements récepteurs sensibles aux variations de tension etXou de fréquence, caractérisé par le fait qu'il comporte: - une alimentation dite de sécurité comprenant un redresseur alimentant une batterie d'accumulateurs et un onduleur autonome à filtre incorporé fournissant une tension de mêmes phase et fré quence que la tension du réseau d'alimentation dudit redresseur, - un contacteur statique shuntant ladite alimentation de sécuri té, - un détecteur mesurant d'une part les différences de poLentiel et de phase entre les entrés et sorties du contacteur statique et d'autre part l'intensité de courant absorbé par l'ensemble des équipements récepteurs, - un circuit de commande du contacteur statique provoquant la fermeture dudit contacteur dans le cas de surcharge de l'ondu leur et dans le cas o1 les différences de potentiel et de phase mesurées restent dans des limites prédéterminées 2,- IZispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comporte des coupe-circuits à fusibles sur l'entrée de chaque équipemerit récepteur.