Brevet FR2382120A1 — publié le 19780922

La présente invention a pour objet un procédé et un dispositif pour la surveillance des surintensités d'un courant polyphasé dans lesquels des signaux de mesure dépendant des amplitudes de courant de phase sont chacun comparés avec une valeur limite, le dépassement de la valeur limite étant utilisé comme caractéristique de courtcircuit. Les relais limiteurs de courant de type usuel effectuent une comparaison des courants de phase avec des valeurs limites régldes de façon fixe et, en cas de dépassement des valeurs limites, provoquent le déclenchement du dispositif de protection intéressé. Un retard entre l'excitation et le déclenchement ou la mise hors circuit permet, en échelonnant de façon appropriée le réglage, une action localement sélective du dispositif limiteur de courant. Un inconvénient de ce type de protection contre les surintensités est que, dans certaines circonstances, les courants de court-circuit peuvent arriver dans le voisinage de la limite supérieure du courant de fonctionnement, surtout lorsqu'il s' agit de courts-circuits se produi sant dans une situation de fonctionnement sous faible charge.Les valeurs limites de réponse pour la comparaison de courant de phase ne peuvent donc titre réglées que cas par cas de façon relativement stre d'aprbs des valeurs expérimentales ; mais on risque soit de ne pas déceler une certaine zone de court-circuit sous faible charge, soit de provoquer des déclenchements inutiles alors que les charges limites sont encore admissibles en fonctionnement sans défaut. C'est donc un but de l'invention de créer un procédé et un dispositif de surveillance des surintensités d'un courant polyphasé qui permettent de mieux faire la distinction entre des situations de fonctionnement de court-circuit et des situations de fonctionnement normal limites. Ce résultat est obtenu par l'invention avec un procédé du type décrit au début glace au fait qu'on utilise pour comparer les signaux de mesure une valeur limite qui comprend une partie variable de mye sens que le plus petit des signaux de mesure. Le dispositif proposé par l'invention pour mettre en oeuvre un tel procédé comprend pour chaque courant de phase un émetteur de signal de mesure qui émet un signal de mesure variable de meme sens que l'amplitude du courant de phase, ainsi qu'un émetteur de valeur limite et un comparateur pour chaque courant de phase, une première entrée de comparateur étant reliée à un émetteur de signal de mesure et une deuxième entrée de comparateur étant reliée à l'émetteur de valeur limite. Ce dispositif est caractérisé en ce que 11 émetteur de valeur limite est raccordé par des entrées correspondantes aux émetteurs de signal de mesure et comporte un dispositif de sélection de valeur minimale qui ne met en liaison avec la sortie de l'émetteur de valeur limite que le signal de mesure dont la grandeur est la plus petite. En conséquence, la comparaison de courant n'est pas effectuée avec une valeur de réponse ou valeur seuil fixe mais avec un signal de comparaison fonction du courant de service qui dépend, avec le meme sens du courant, de la phase non concernée par le court-circuit, hors le cas où le court-circuit concerne les trois phases. Ce résultat est obtenu de façon avantageusement simple par la sélection de valeur minimale effectuée parmi les signaux de mesure représentant les amplitudes de courant de phase. Par conséquent, grâce à cette adaptation automatique du signal de comparaison, en cas de courtcircuit qui se superpose à un état de service à faible charge, les courants de phase sont comparés avec un seuil de réponse plus bas que ce n' est le cas lors d'un court-circuit dans un état de service à forte charge.La protection contre les surintensités peut donc dtre réglée de façon relativement peu sensible, de sorte que le risque de coupures inutiles est réduit, ce qui n'empoche pourtant pas que tous les courts-circuits peuvent btre détectés de façon suffisamment sûre. Selon un développement avantageux de l'invention, l'émetteur de valeur limite comporte un émetteur de signal constant, de préférence réglable, connecté additivement côté sortie au dispositif de sélection de valeur limite. Le seuil de réponse efficace se compose donc par addition d'une partie correspondant au courant de service et d'une partie constante, de sorte que, pour la phase concernée par le court-circuit, la différence entre le courant de court-circuit et le courant de service est comparée avec un seuil de réponse pré-donné. On peut donc fixer d'avance directement avec la partie fixe du signal de comparaison la quantité dont un courant de phase peut dépasser au maximum le courant de la plase la plus faiblement chargée. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor tiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple, en référence à la figure unique du dessin annexé représentant le schéma de principe du dispositif selon l'invention. Ce dispositif comprend côté entrée trois émetteurs de signal de mesure de courant de phase MGR, MGS, MGT, avec des transformaterre de courant Z1 à Z7 et avec des redresseurs de mesure G1 à G3 auxquels font suite des condensateurs de lissage ou de filtrage.Au niveau des résistances montées en parallèle RR, Rs, R avec ces derniers, il se produit donc des chutes de tension qui suivent avec un certain retard les amplitudes des courants de phase correspondants et qui, pour simplifier les choses, sont désignées sous le nom de signaux de mesure IR, Is, IT. Ces signaux de mesure sont connectés à des entrées correspondantes drun émetteur de valeur limite GG qui comporte pour chaque signal de mesure l'une des trois diodes repr4- ventées, lesquelles sont connectées ensemble du côté anode au point d. Le point À est relié par l'intermédiaire d'un premier émetteur de signal constant KG1 se présentant sous la forme d'une résistance réglable avec la sortie ÂGG de l'émetteur de valeur minimale. Cette sortie est elle-mbme raccordée par une résistance série R1 au pôle positif d'une alimentation en courant continu. Les diodes de l'émetteur de valeur limite forment un dispositif sélecteur de valeur minimale Smin qui ne laisse passer chaque fois que le signal de mesure de grandeur minimale par la diode correspondante chargée dans le sens de passage, tandis que les autres diodes sont bloquées et isolent les signaux de mesure correspondants du point b. Le courant de conduction de la diode ouverte est fourni par le pôle positif, par l'intermédiaire de R1 et KG1. Mais, en raison de la grande valeur ohmique de R1, le potentiel au point À est déterminé essentiellement uniquement par le signal de mesure qui passe. Entre le point À et la sortie ÀGG de l'émetteur de valeur limite, on a la chute de tension obtenue à la résistance KG1 et, par conséquent, le dépassement de réponse de court-circuit par rapport au courant de service correspondant est réglable sous forme d'une composante de valeur limite additive. Les signaux de mesure IR' IS et 1T sont respectivement transmis à l'entrée sans inversion d'un comparateur VGR, VGS, VGT dont les entrées avec inversion sont raccordées toutes trois à la sortie ÂGG de l'émetteur de valeur limite.Si un des signaux de mesure dépasse la valeur limite commune à la sortie AGG, ctest-à-dire le courant de phase le plus faible augmenté de la composante additive de valeur limite en KG1, il se forme à la sortie du comparateur intéressé un signal positif qui, dans le cas de l'exemple, agit comme signal binaire affirmatif "1" pour un circuit logique monté en aval, tandis qu'un signal de sortie négatif agit comme signal binaire négatif "O". Les comparateurs agissent donc comme des commutateurs à valeur limite qui répondent par le signal de sortie "1 à un courtcircuit à détecter dans la phase correspondante. Par l'intermédiaire d'une porte ET VUR, respectivement VUS, VUT et d'une porte OU VOR, VOS, VOT, ainsi que d'un élément à retard TR, T5, TT, et d'amplificateurs non représentés, chaque sortie de comparateur agit sur un commutateur de déclenchement SR, SS, ST et/ ou sur l'un des indicateurs d'état I5R, h . Dans 11 exemple repré- senté, il y a à la fois indication et déclenchement. Chaque dispositif de surveillance de surintensité de courant de phase peut donc déclencher au choix une indication correspondante, et/ou une coupure. Pour la remise à zéro du dispositif indicateur, il est prévu une entrée commune ER. Dans l'exemple de réalisation choisi, le déclenchement dépend de plus dune excitation non-sélective commune par l'intermédiaire dune enrrée EUS qui est raccordée avec les sorties de comparateur, du côté entrée, aux portes ET VUR, VUs, VUT. Ce type de dispositif est en particulier utilisé favorablement comme dispositif de protection de barre collectrice, le dispositif de surveillance représenté étant disposé à un point d'alimentation de la barre collectrice, tandis que les différentes sorties de barre collectrice comportent des relais de surintensité agissant sans sélection de phase, mais répondant plus tôt grace à un échelonnement approprié de leur retard.Les sorties de ces relais doivent alors ventre raccordées à l'entrée EUS de façon disjonctive, par l'intermédiaire d'une porte OU, (circuit non représenté). L'avantage d'une telle disposition est que le détecteur de surintensité à sélection de phase n'est nécessaire qu'au point d'alimentation, alors que l'indication ou la coupure à sélection de phase est néanmoins assurée en coopération avec de simples relais de branchement. Â cet effet, les éléments de tem porisation TR, T, TT doivent être réglés sur un retard plus grand que celui des relais de branchement. Il faut également prendre des mesures pour le cas de court circuit sur les trois phases, dans lequel, en général, il nty a que de faibles différences entre les courants de phase et où, par conséquent, malgré l'élévation du niveau de courant, il ne peut pas y avoir de déclenchement par l'intermédiaire des comparateurs parce que la valeur limite produite est également trop élevée. Le déclenchement s'effectue à l'aide de l'excitation non sélective par l'intermédiaire de EUS en conjonction avec la non-réponse de l'ensemble des comparateurs VGR, VG5, VGT. Cette opération d'enchatnement logique s'effectue par l'intermédiaire d'une porte OU VO suivie d'un invertisseur Vi et au moyen d'une porte ET VU comme le montre la figure.Une entrée EAP d'un dispositif de coupure ou d'indication de court-circuit sur toutes les phases formé par les portes OU VOR, VOS, VOT est raccordée par une porte OU VOr,servant à d'autres rôles de déclenchement, à la sortie de la porte ET VU dont il a été question plus haut. Dans l'exemple représenté, il est prévu de plus une surveillance de surintensité particulière pour courts-circuits à courant fort, par exemple pour les courts-circuits se produisant directement sur la barre collectrice dont le point d'alimentation est muni du dispositif de surveillance en question. Dans ce cas, le déclenche- ment s' effectue indépendamment d'une excitation par l'intermédiaire de EUS, par un dispositif de sélection à valeur maximale Smax qui est raccordé pour chaque phase gracie à une diode de polarité correspondante au signal de mesure IR, respectivement Is, IT, et qui con necte le signal de mesure le plus grand à un comparateur commun VG. L'autre entrée de ce comparateur est raccordée à un deuxième émet- teur de signal constant EN qui est réglé sur une valeur de surintensité de grandeur correspondante, jouant le rôle de seuil de rd- ponse. Ce dispositif de protection de surintensités de courant élevé répond également en cas de courts-circuits sur les trois phases et représente par conséquent un élément de sécurité supplémentaire. REVENDICATIONS 1. Procédé pour la surveillance des surintensités d'un courant polyphasé, dans lequel des signaux de mesure dépendant des amplitudes du courant-de phase correspondant sont comparés séparément pour chaque phase avec une valeur limite, et dans lequel on utilise comme critère d'apparition de court-circuit un dépassement de la valeur limite, caractérisé en ce qu'on utilise pour la comparaison avec les signaux de mesure (IR, IS, IT) une valeur limite qui contient une partie variable de même sens que le plus petit des signaux de mesure. 2. Dispositif adapté à la mise en oeuvre du procédé selon la revendication I, comprenant pour chaque courant de phase un émetteur de signal de mesure qui émet un signal de mesure variable de même sens que l'amplitude du courant de phase, ainsi qu'un émetteur de valeur limite et un comparateur pour chaque courant de phase, une première entrée de comparateur étant raccordée à un émetteur de signal de mesure et une deuxième entrée de comparateur étant raccordée à l'émetteur de valeur limite, caractérisé en ce que l'émetteur de valeur limite (GG) est raccordé par des entrées correspondantes aux émetteurs de signal de mesure (MGR, MG5, MGT) et comporte un dispositif de sélection de valeur minimale (spin) qui ne met en liaison avec la sortie (AGG) de l'émetteur de valeur limite que le signal de mesure dont la grandeur est la plus faible. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'émetteur de valeur limite (GG) comporte un émetteur de signal constant (KG1) de préférence réglable qui est connecté additivement du côté sortie au dispositif sélecteur de valeur minimale (Smin). 4. Dispositif selon la revendication 2 ou la revendication 3, caractérisé en ce que les sorties des comparateurs (VGR, VG5, VG) émettant un signal affirmatif en cas de dépassement de valeur limite sont connectées à une porte OU (VO) émettant un signal négatif, dont la sortie est reliée en même temps qu'un canal d'excitation non-sélectif à un dispositif de protection contre les court s- circuits par l'intermédiaire d'une porte ET (VU) et en ce que la sortie de cette porte ET (VU) est reliée à l'entrée de déclenchement (EAP) d'un dispositif de coupure ou drindication de courts-circuits pour toutes les phases. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les sorties des émetteurs de signal de mesure (MGR, MGS, MGT) sont raccordées à des entrées correspondantes d'un dispositif sélecteur de valeur maximale (Smax), dont la sortie est reliée en mme temps qu'un émetteur de signal constant (KG2) de préférence réglable à des entrées correspondantes d'un comparateur (VG) commun dont la sortie est reliée à l'entrée de déclenchement (raz) d'un dispositif de coupure ou d'indication de court-circuit pour toutes les phases.