Brevet FR2409623A1 — publié le 19790615

La technique dite du "disjoncteur shunt't permet ltélimina- tion des défauts d'une phase par rapport à la terre résultant notamment d'un amorçage d'arc, sur les réseaux triphasés de distribution d'énergie. Cette technique consiste à mettre à la terre la phase concernée par le défaut, aux bornes du transformateur source et ainsi, en annulant la tension du conducteur de phase par rapport au sol, à entratner l'extinction de l'arc. Un disjonc- teur shunt est normalement constitué de trois disjoncteurs monophasés à commande séparée. Un dispositif, appelé "sélecteur de phase" détecte la phase en défaut et commande le disjoncteur shunt. le principe généralement utilisé à ce jour pour la sélection de la phase met en oeuvre la comparaison de l'amplitude de la tension simple d'une phase à la tension composée entre les deux autres phases. Un sélecteur complet comprend donc trois dispositifs de comparaison, chacun étant associé à une phase. le principal inconvenient de ces sélecteurs est notamment de ne pas offrir de garantie de fonctionnement lorsque le défaut atteint deux ou trois phases. le sélecteur de phase, objet de la présente invention, revé- die à cet inconvénient. Il possède la particularité de comparer les tensions simples des phases, au moment où se produit le défaut, a' une tension de référence dont l'amplitude est l'image des conditions saines de tension avant l'apparition du défaut. les tensions du réseau étant équilibrées dans les conditions normales, le présent sélecteur de phase élabore sa tension de référence à partir des tensions composées du réseau. Celles-ci sont redressées en double alternance et la tension unidirectionnelle ainsi obtenue est filtrée par un condensateur.Il est fait en sorte que ce condensateur ne possède pas de constante de temps pour sa charge mais par contre sa décharge se fait lentement. Decefkit, on a ainsi une référence qui prend momentanément en mémoire l'amplitude des tensions composées. D'un autre coteS les tensions simples à comparer à la tension de référence sont utilisées après un redressement double alternance, mais sans filtrage par condensateur. On décrira ci-après une forme d'exécution de l'invention en référence au dessin schématique annexé, dans lequel la figure 1 est un-schéma de l'obtention des tensions utilisées pour la comparaison la figure 2 est un schéma du sélecteur de phase fournissant les signaux de commande des disjoncteurs ; et la figure 3 montre un exemple des diagrammes de défaut obtenus dans le sélecteur de phase pour l'une des trois phases. Selon une réalisation possible de la présente invention, représentée sur la figure 1, les trois tensions des phases A, B, C par rapport an neutre N sont appliquées aux enroulements primaires de trois transformateurs T1, T2, T3 pour titre d'abord abaissées à des niveaux compatibles avec le sélecteur électronique S, développé sur la figure 2.Chacun des trois transformateurs possède deux enroulements secondaires indiqués respectivement en Il et 12, en 21 et 22, en 31 et 32. les enroulements secondaires Il , 21 et 31 servent à l'élaboration des tensions dites simples qui sont redressées par les ponts de Graetz Rai, Rd2, Rd3 respectivement et les tensions redressées des trois phases ss, B, C sont appliquées respectivement en ', B', O' au sélecteur électronique de phase S. les trois autres enroulements secondaires 12, 22 et 32 servent à 11 élaboration des tensions composées qui sont redressées en double alternance par les diodes D1 à D6 pour fournir une tension résultante qui est filtrée par un condensateur C et appliquée e à un pont diviseur, constitue par les deux résistances R1 et R2, La tension aux bornes de la résistance B2 est appliquez an sélecteur de phase S en R comme tension de référence Les valeurs de R1 et R2 sont choisies de telle sorte que la décharge du condensateur C se fasse lentement. Dans le sélecteur de phase représenté sur la figure 2, trois amplificateurs électroniques AA, AB, AC sont utilisés en amplificateurs différentiels et la tension de référence commune, reçue en R, est appliquée à l'entrée non inverseuse de chacun de ces trois amplificateurs tandis qu'aux trois entrées inverseuses sont appliquées respectivement des fractions plus ou moins impor tantes des trois tensions simples reçnes en A', B', et C', ces fractions prélevées sur les trois tensions simples étant réglées respectivement par les potentiomètres PA, PB et PC qui permettent de donner un seuil de fonctionnement au sélecteur.Les sorties des amplificateurs AA, AB, AC, correspondant respectivement aux trois phases, A, B, C, commandent chacune un élément temporisateur TA, TB, oeC, donnant les sorties de commande SÀ, SB, SC. Le fonctionnement de l' ensemble est illustré par les diagrammes de la figure 3, donnant un exemple de défaut pour la phase A. le premier diagramme représente en fonction du temps les tensions appliquées à l'amplificateur AA et comprenant la tension de référence UR et quatre alternances successives de la tension simple UB correspondant à la phase i. le deuxième diagramme repré sente la sortie correspondante de l'amplificateur AA qui se sature au "+" de l'alimentation tant que l'amplitude de la tension de référence UR est supérieure à la valeur instantanée de la tension simple UÀ, tandis que cette sortie se sature-au t-t de l'alimentation quand la tension simple UA excède la tension de référence UR. La diode à la sortie de chaque amplificateur empoche que le niveau de tension descende au-dessous de la masse électrique. Le troisième diagramme représente la sortie correspondante SA du temporisateur TÂ. Chaque fois que l'entrée d'un temporisateur est au +, ce temporisateur commence sa durée de temporisation pour fournir une sortie au bout d'un temps t, tandis que le temporisateur revient instantanément au repos chaque fois que-son entrée est à zéro. Selon la réponse désirée, le temps total des temporisations de TA, TB, TC sera plus ou moins long. L'exemple représenté par les trois diagrammes de la figure 3-montre que, dans les conditions normales qui se présentent pour les deux premières alternances de la tension simple UÀ, cette tension simple repasse à chaque alternance au-dessus de la tension de référence UR, de sorte que la tension de sortie de l'amplifi- cateur (deuxième diagramme) est remise à zéro à chaque alternance, le temporisateur restant au repos.Si la tension simple UA s'abaisse, comme on l'a supposé pour les deux dernières des quatre alternances de UÂ, la sortie de l'amplificateur (deuxième diagramme) reste au "+" en permanence, de sorte que le temporisateur a le temps d'attein- dre la fin de sa durée de temporisation et fournit une sortie SA. Une logique simple permet d'identifier tous les types de défauts par les résultats non nuls des opérations logiques ci-après : SA. SB. SC : défaut sur la phase À ; SA. SB. SC : défaut sur la phase B ; SA. SB. SC : défaut sur la phase C ; SA. SB. SC : défaut entre les phases A et B SA. SB. SC : défaut entre les phases B et C Sa. SB. SC : défaut entre les phases À et C SA. SB. SC : défaut triphasé A, B et C. Pour la réalisationi électronique d'un sélecteur de phase selon l'inventions on peut soit utiliser directesent des amplifi- cafteurs opérationnels et des circuits intégrés, soit réaliser la totalité des fonctions à l'aide de composants séparés. R E V E N D I O À X I O N S 1. Dispositif de sélection de phase pour réseau triphasé dans lequel la sélection de phase s'opère en comparant, au moment du défaut, les tensions simples des trois phases à une tension de référence unique dont l'amplitude est momentanément gardée en mémoire afin de représenter limage des conditions normales de tension avant l'apparition du défaut. 2. Sélecteur de phase selon la revendication 1, dans lequel la tension de référence unique est obtenne à partir des trois tensions composées redressées par diodes, puis filtrées par un condensateur ee dernier étant tel qu'il ne possède pas de constante de temps de charge mais possède par contre une assez longue constante de temps de décharge afin d'assurer la fonction de prise en mémoire. 3. Sélecteur de phase selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel la sélection se fait en comparant l'amplitude des tensions simples à celle de la référence par l'intermédiaire d'amplificateurs à très grand gain utilisés en mode différentiel, dont les sorties commandent respectivement un temporisateur dont la temporisation est remise à zéro à chaque alternance des tensions simples tant que celles-ci excèdent la référence. 4. Sélecteur de phase selon l'une quelconque des revendications précédentes, permettant, par un traitement logique simple des sorties des temporisateurs, d'identifier tous les cas de défauts sur un réseau triphasé.