Brevet FR2507408A1 — publié le 19821210

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MISE SOUS TENSION DE L'ENROULE MENT PRIMAIRE D 'UN TRANSFORMATEUR TRIPHASé L'invention concerne un procédé de mise sous tension de l'enroulement-primaire d'un transformateur triphasé, notamment utilisable pour l'alimentation des dispositifs électriques isolés de chauffage par le sol, et le dispositif correspondant. On sait que lors de l'enclenchement d'un transformateur, il se produit un courant transitoire très élevé pouvant atteindre une amplitude de l'ordre de vingt fois le courant nominal et souvent plus grande-encore. Lorsque letransformateur est protégé en amont par un disjoncteur, il y a lieu de surcalibrer ce dernier ou bien de le shunter au moyen d'u;n relais temporisé pour tenir compte de cet important courant d'enclenchement. Toutefois cette opération n'est pas satisfaisante pour la sécurité et il est souhaitable de diminuer l'amplitude de ce courant d'enclenchement. Si le transformateur est du type monophasé, il est simple d'assurer son enclenche ment lors d'un maximum instantané de la tension, sachant qu'un transformateur est très peu résistif, et que le cou rant est sensiblement déphasé de tension. En considérant qu'un transformateur triphasé est, d'un certain point de vue,équivalent à trois transforma teurs monophasés, il aurait e été aisé d'enclencher chaque phase à la manière de trois transformateurs monophasés. Toutefois une telle solution engendre encore des courants d'enclenchement très importants en raison du flux créé dans le circuit magnétique dès ia connexion du premier enroulement de phase du transformateur. Selon l'invention le transformateur comporte au primaire trois branches connectées en triangle et constituées chacune par un enroulement de phase en série avec un interrupteur initia lement ouvert. L'interrupteur de la première branche est fermé sensiblement lors du passage par un maximum d'une polarité déterminée de la tension composée instantanée aux bornes de cette branche, puis l'interrupteur de la deuxième branche est fermé sensiblement lorsque la tension composée instantanée aux bornes de cette deuxième branche est égale à celle aux bornes de la troisième branche1 lors d'une alternance de ladite polarité, puis l'interrupteur de la troisième branche est fermé sensiblement lorsque la tension composée instantanée aux bornes de la première branche est maximale lors d'une alternance de ladite polarité. De préférence, cette polarité déterminée est opposée à celle de l'alternance à la fin de laquelle l'enroulement primaire a e' été précédemment mis hors tension. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit à laquelle une planche de dessins est annexée. La figure 1 représente schématiquement un transformateur triphasé pourvu des interrupteurs nécessaires à la mise en oeuvre de l'invention. La figure 2 représente les courbes des tensions composées aux bornes des enroulements primaires de phase, et La figure 3 représente schématiquement un dispositif permettant la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. En référence maintenant à la figure i, le transformateur comprend un enroulement primaire 1 et un enroulement secondaire 2. Ce dernier est, par exemple, connecté à un réseau de câbles chauffants disposés dans une dalle de béton de manière à assurer le chauffage d'un local. L'enroulement primaire est connecté à une source d'alimentation triphasée. Plus précisemeat , dans l'exemple d'application décrit, la source présente une tension alternative de 380 volts tandis que le transformateur délivre à sa sortie une tension de 48 volts. La partie primaire du transformateur est constituée de trois branches connectées en triangle et comprenant cha cune un enroulement de phase -3 en série avec un interrupteur 4. Cet interrupteur 4 peut être de n'importe quel type mais il est préférable d'utiliser une paire de thyristors montés en parallèle tête-bêche de manière à faciliter la comnande des interrupteurs. Comme on va le voir en référence à la figure 2, les interrupteurs 4 sont fermés successivement lors de la mise sous-tension du transformateur. De même-, il seront ouverts successivement lors de la mise hors tension du transformateur. Du fait que le circuit magnétique est très sensible aux flux engendré,il est préférable que le premier interrupteur fermé soit celui de la branche médiane du transformateur. La courbe de la figure 2(a) représente la tension composée aux bornes de la branche médiane du transformateur. La courbe de la figure 2(b) représente les tensions composée s aux bornes des deux autres branches et La courbe de la figure 2(c) représente les tensions composées des première et troisième branches. Selon l'invention, le premier interrupteur 4 est fermé lors du passage par maximum instantané de polarité déterminée de la tension composée appliquée à l'enroulement 3 de phase correspondant. Dans le cas présent, le premier interrupteur étant celui de la branche médiane, on le ferme lorsque la tension composée aux bornes de la branche est maximale, comme représenté figure 2 (a). Le deuxième interrupteur est ensuite fermé lorsque la tension composée aux bornes de la deuxième branche est égale à celle aux bornes de la troisième branche comme représenté figure 2 (b). Enfin, le troisième interrupteur est fermé lorsque la tension composée aux bornes de la première branche est maximale lors d'une alternance de même polarité. Sur liexemple représenté figure 2, les fermetures successives des interrupteurs interviennent lors d'alternances de polarité positive car, par hypothèse, les interrupteurs avaient été précédemment mis successivement hors tension à la fin d'une alternance de polarité négative. Toutefois, l'inverse peut être également effectué, les ouvertures lors d'alternances de polarité positive et les fermetures lors d'alternances de polarité négative. I1 estégalement possible, mais avec un résultat moindre, de ne pas tenir compte de la polarité des alternances lors de la dernière ouverture des interrupteurs. Le dispositif permettant la mise en oeuvre de ce procédé peut être perfectionné en incluant une mémoire dans laquelle peut être enregistrée la polarité de l'alternance au cours de laquelle se produit une éventuelle microcoupure de la source d'alimentation, de manière à assurer la remise sous tension lors de l'alternance suivante de polarité opposée.Dans sa forme de réalisation la plus simple représentée figure 3 à titre non limitatif, le dispositif pour la mise en oeuvre de l'invention comprend pour chaque phase un détecteur 5 de l'amplitude instantanée des tensions composées, un détecteur 6 du signe de la dérivée par rapport au temps de ces dernières, deux comparateurs 7, 8 respectivement connectés aux sortie des détecteurs 5 et 6 et à une mémoire 9 dans laquelle ont été préalablement enregistrés l'amplitude, le signe de l'alternancè et la pente de la tension composée, auxquels l'interrupteur 4 correspondant doit être fermé. Lorsqu'un ordre de fermeture est appliqué en 10, la porte ET il ne délivre un signal que lorsque le moment de fermeture déterminé pour la phase en question est atteint. Ce signal est appliqué à un générateur 12 qui délivre les tensions requises pour la commande des thyristors de l t interrupteur 4. Lorsque l'ordre n'est plus appliqué en 10, la porte 13 ayant une entrée complémentée reliée à la connexion 10 et ses autres entrées connectées aux sorties des détecteurs 5 et 6, assure l'ouverture des interrupteurs à la fin d'une alternance de polarité opposée grâce à sa connexion avec le générateur 12. Lorsque la porte ET li a donné.l'ordre de fermeture de l'interrupteur 4, un signal est appliqué par l'intermédiaire de la connexion 14 à la connexion 10 du circuit équivalent de la phase suivante pour lui permettre d'assurer la fermeture de l'interrupteur correspondant. Une liaison electro-optique aussi bien pour la connexion 10 que pour la connexion 14 avec les circuits respectivement précédent et suivant, est tout â fait appropriée. Bien que seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans le même esprit ne sortirait pas du cadre de la présente invention. REVENDICATIONS i- Procédé de mise sous tension de l'enroulement primaire d'un transformateur triphasé, comportant trois branches connectées en triangle et constituées chacune par un enroulement de phase en série avec un interrupteur initialement ouvert, caractérisé en ce que l'interrupteur (4) de la pre mière branche est fermé sensiblement lors du passage par un maximum de polarité déterminée de la tension composée instantanée aux bornes de cette deuxième branche, puis l'interrupteur de la deuxième branche est fermé sensiblement lorsque la tension composée instantanée aux bornes de cette deuxième branche est égale à celle aux bornes de la troisième, lors d'une alternance de ladite polarité, puis l'interrupteur de la troisième branche est fermé sensiblement lorsque la tension composée instantanée aux bornes de la première branche est maximale lors d'une alternance de ladite polarité. 2- Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite polarité est opposée à celle de l'alternance à la fin de laquelle ledit enroulement primaire a été précédemment mis hors tension. 3- Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que la polarité de l'alternance desdites tensions composées instantanées est mise en mémoire au moment de toute coupure de la source dlalimentation de manière à ce que ledit enroulement primaire (1) soit remis sous tension lors d'une alternance suivante de polarité opposée. 4- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que ladite première branche est la branche incluant l'enroulement de phase médian dudit transformateur. 5- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1,2 et 4, caractérisé en ce qu'il inclut, pour chaque phase de la source dsali- mentation un détecteur (5) de l'amplitude instantanée des tensions composées, un détecteur (6) du signe de la dérivée par rapport au temps de ces dernières, deux comparateurs (7,8) respectivement connectés aux sorties desdits détecteurs (5,6) et à une mémoire (9) dans laquelle ont été préalablement enregistrés l'amplitude, le signe et la pente de la tension composée auxquels l'interrupteur (4) correspondant doit être fermé, une première porte ET (11) aux entrées de laquelle sont appliqués les signaux de sortie desdits comparateurs (7,8) ainsi qu'un signal représentatif d'un ordre de fermeture de l'interrupteur (4) correspondant, et à la sortie de laquelle est connecté un générateur (12) de la tension de commande dudit interrupteur correspondant (4) et une deuxième porte ET (13) aux entrées de laquelle sont appliqués les signaux de sortie desdits détecteurs (5 et 6) et ayant une entrée complémentée à laquelle est appliqué ledit signal représentatif dudit ordre de fermeture.