Brevet FR2522896A1 — publié le 19830909

La présente invention concerne un système de commande pour une transmission de puissance en courant continu qui comprend une sousstation redresseuse et une sous-station convertisseuse raccordées chacune à un réseau de courant alternatif et reliées l'une à l'autre par une ligne à courant continu, le système de commande comprenant un circuit de commande de courant pour la transmission qui délivre un ordre de courant commun aux régula- teurs de courant des sous-stations et, dans l'une des sous- stations, un circuit qui fixe une mrarge de courant entre les deux sous-stations. De telles transmissions sont utilisées pour l'interconnexion asynchrone de réseaux de courant alternatif Les réseaux peuvent être situés à distance l'un de l'autre, étant par exemple séparés par des cours d'eau ou des zones a population clairsemée, ou ils peuvent être situés près l'un de l'autre, auquel cas les sous-stations redresseuse et convertisseuse sont réunies Cette dernière disposition est appelée "connexion dos à dos" et elle est commode si l'on veut éviter d'interconnmecter les deux réseaux de manière synchrone. Pour la commande d'une transmission en courant continu de ce genre, il est d'usage aujourd'hui de commander les sous- stations redresseuse et convertisseuse à partir d'un régulateur de courant chacune, régulateurs qui sont à leur tour commandés par un ordre de courant commun qui peut être dérivé d'un quelcon- que autre paramètre de commande S'il est introduit ce qu'on appelle une marge de courant dans l'une des sous-stations, la sous-station redresseuse aura un ordre de courant résultant plus grand eue la sous- station convertisseuse, d'o il résulte que la sous-station o le réglage de tension est le plus élevé, norma- 2 2522896 lement la sous-station redresseuse, déterminera le courant conti- nu transmis et que l'autre sous-station déterminera la tension continue De cette manière comme le décrit Uhlmann dans "Trans- mission de puissance par courant continu", Springer-Verlag, 1975, pages 128-129 on obtient des conditions de service stables dans la transmission. En outre, le principe de commande décrit ci-dessus offre l'avantage qu'il est relativement simple d'introduire différents paramètres auxiliaires dans le système de commande de base, afin 1-0 de sophistiquer le système et tenir compte ainsi de variations et de perturbations dans les réseaux de courant alternatif et dans la transmission en courant continu. Entre autres choses, il a été constaté qu'en cas de chutes de tension dans le réseau de courant alternatif récepteur, c'est- à-dire le réseau de la sous-station convertisseuse, dues par exemple à des court-circuits, des dérangements par mise à la terre ou d'autres défauts, le courant continu transmis doit être réduit afin dediminuer la puissance transmise vers ce réseau, de manière à assurer la stabilité dans ce réseau Une telle réduction de courant est obtenue opportunément par l'introduction d'un circuit limiteur d'ordre de courant dans chaque sous-station Un tel circuit limiteur a une valeur générale, pour fixer une limite supérieure à l'ordre de courant qui régit la transmission, par exemple à partir d'un quelconque système de commande d'ordre supérieur Ce circuit limiteur est alors rendu dépendant de la tension et étant donné qu'une limitation de courant doit se pro- duire en même temps dans les deux sous-stations pour assurer la stabilité de la transmission, il est normal de partir d'une ten- sion qui est facilement accessible dans les deux sous-stations, à savoir la tension continue à la transmission. Toutefois, comme on l'a mentionné ci-dessus, c'est la tension de la sousstation convertisseuse qui est d'intérêt primordial et il est donc proposé, d'après l'invention, d'introduire un dispositif qui déduit ou indique cette tension. La mesure ou dérivation de la tension alternative de la sous-station convertisseuse peut s'effectuer de différentes maniè- res et l'invention sera décrite de façon plus détaillée, en référence au dessin ci-annexé qui représente la transmission de puissance en courant continu avec un système de commande suivant l'invention. Le dessin représente une transmission de puissance en courant continu, comprenant une sous-station redresseuse LR et une sous- station convertisseuse VR, ce qui fait que la transmission de puissance selon le dessin s'effectue de gauche à droite Mais il convient de souligner qu'une telle transmission est normalement destinée à fonctionner dans les deux sens et qu'en conséquence, les différents circuits représentés sont souvent doublés, ce qui fait que tous les circuits sont présents dans les deux sous- stations Mais pour simplifier, on considèrera simplement le cas o le redresseur est à gauche et le convertisseur est à droite. Les sous-stations sont respectivement raccordées à des réseaux de courant continu individuels 1 et 2 et elles sont équipées de transformateurs-convertisseurs 3, 4 et de ponts de soupapes 5, 6. Entre les barres omnibus de courant continu 7, 8 est monté un diviseur de tension 9 permettant d'obtenir la tension continue et un organe de mesure de courant continu 10, par exemple un transducteur de mesure, est intercalé dans la barre omnibus infé- rieure 8 Les sous-stations sont commandées chacune par un régu- lateur de courant 11, 12 qui commande le circuit d'allumage 13, 14 des soupapes. Des sommateurs 15, 16 sont montés du c 8 té entrée des régula- teurs de courant A ces sommateurs sont appliquées la valeur effective du courant continu, en provenance de l'organe de mesure de courant 10, ainsi que la valeur voulue du courant qui provient, sous la forme d'un ordre de courant, d'un quelconque système de commande d'ordre supérieur 17, cet ordre étant donc généré par ce système d'ordre supérieur dans l'une des sous-statiort et trans- mis par une liaison de télécommunication à l'autre sous-station. En outre, une valeur de marge de courant est appliquée au somma- teur 16 de la sous-station convertisseuse au moyen de la ligne 18, ce qui fait que le convertisseur reçoit un ordre de courant résultant plus bas que le redresseur En cas d'inversion du sens du courant, l'application de la marge de courant au convertisseur est interrompue au moyen du coupecircuit représenté sur la ligne 18 et une marge de courant est appliquée de l'autre c 8 té. L'ordre de courant en provenance du système 17 est délivré aux sommateurs 15, 16 par l'intermédiaire de circuits limiteurs de courant 19, 20 De tels circuits sont prévus ordinairement pour être sûr que l'ordre de courant en provenance de la ligne 17 ne dépassera pas la capacité de la transmission D'après l'inven- tion, ces circuits limiteurs sont désormais rendus dépendants de la tension et, plus précisément, dépendants de la tension dans le réseau 2 de l'inverseur, et on va maintenant voir comment cette tension peut être obtenue de différentes façons, de telle maniè- re que les deux sous-stations soient influencées simultanément par une éventuelle baisse de tension dans le réseau 2 D'après l'inven- tion, chacune de ces méthodes peut donner le résultat voulu, mais comme il est d'usage avec des installations importantes, il est souvent opportun de combiner les différentes méthodes, ce qui se traduit par une double sécurité. Le principe le plus simple est obtenu en liaison avec la connexion dos à dos mentionnée précédemment, les réseaux 1 et 2 étant juxtaposés, ce qui fait que les sous-stations sont réunies. Dans ce cas, la tension est tout simplement mesurée dans le réseau 2 au moyen du transformateur de tension 22 et redressée dans le redresseur 24, la valeur redressée étant appliquée par la ligne 26 aux organes limiteurs de courant 19, 20 des deux sous-stations. Si les réseaux 1 et 2 sont situés à une grande distance l'un de l'autre, de telle manière que la ligne 7, 8 représente une longue transmission de courant continu, par exemple de plusieurs centaines ou milliers de kilomètres, on peut appliquer le même principe, mais dans ce cas, la ligne 26 aboutissant au redresseur doit être constituée par une liaison de télécommunication très rapide, de telle sorte que la limitation de courant se produise pratiquement en même temps dans les deux sous- stations Il a été estimé que la ligne doit avoir une capacité de 2000 à 2500 bauds pour assurer une transmission suffisamment rapide du signal. Certes, l'opportunité de l'acquisition d'une telle liaison de télécommunication aux seules fins de l'invention est discutable, mais il est fréquent qu'une telle liaison soit disponible à d'autres fins Il n'est pas impossible qu'il existe déjà une telle liaison, qu'il est possible de rendre disponible aux fins du dispositif de l'invention. Comme on le comprendra aisément, il est simple d'obtenir la tension dans le réseau 2 pour l'utiliser dans la sous-station conwer- tisseuse Si l'on ne-dispose pas d'une liaison de télécommunication suffisamment rapide avec la sous-station redresseuse, il est en tout cas possible de signaler, du côté redresseur, une chute de tension dans le réseau du convertisseur Dans ce cas, la tension sur la ligne de courant continu 7, 8 est comparée avec la tension dans le réseau de courant alternatif 1 du redresseur Si la ten- sion sur la ligne 7, 8 est plus basse que la tension dans leréseau, il peut en être conclu que c'est la tension de secteur du conver- tisseur qui a baissé Bn conséquence, la tension dans le réseau 1 est mesurée par un transformateur de tension 21, redressée dans le redresseur 23 et comparée avec la tension continue provenant du diviseur de tension 9, dans le sommateur 25 Il est alors indiqué, dans le détecteur de niveau 27, une différence de tension entre les deux tensions et, plus précisément, il est décelé si la tension sur la ligne 7, 8 est plus basse que la tension dans le réseau 1, ce qui est alors considéré comme une indication que la tension dans le réseau 2 a baissé, un signal étant donc délivré à l'organe limiteur de courant 19 Ce mode de fonctionnement peut souvent se traduire par une vitesse qui est comparable à celle de la liai- son de télécommunication 26 Toutefois, si cela est possible, il peut être opportun de combiner les deux méthodes, comme on l'a déjà indiqué Par la comparaison de la tension sur la ligne 7, 8 avec la tension dans le réseau 1, on élimine le cas o une baisse de la tension continue sur 7, 8 est due à une baisse de tension dans le réseau 1. 6- Le cas échéant, la mesure de tension peut s'effectuer de la même manière dans les deux sous-stations, c'est-à-dire par compa- raison de la tension du réseau de courant alternatif avec celle de la ligne à courant continu, selon ce qui a été décrit ci-dessus. La limitation de l'ordre de courant dans les deux sous-stations est alors effectuée d'aprèS les conditions suivantes Dans le redresseur, la limitation de l'ordre de courant se produit si la tension continue baisse sans que la tension alter- native varie dans une mesure appréciable. Dans le convertisseur, les ordres de courant sont limités si les tensions continue et alternative baissent l'une et l'autre. Il est visible que ces deux conditions coïncident lorsque la tension de secteur du convertisseur baisse. Si, par contre, la tension alternative du redresseur baisse, cela veut dire que la tension de la ligne de courant continu baisse aussi, alors que la tension de secteur du convertisseur reste pratiquement inchangée, c'est-à-dire que c'est l'inverse des conditions précédentes. REVENDICATIONS 1 Système de commande pour une transmission de puissance en courant continu qui comprend une sous-station redresseuse (LR) et une sousstation convertisseuse (VR) raccordées chacune à un réseau de courant alternatif ( 1, 2) et reliées l'une à l'autre par une ligne à courant continu ( 7, 8), ce système de commande comprenant un circuit de commande de courant ( 17) pour la trans- mission, qui délivre un ordre de courant commun aux régulateurs de courant ( 11, 12) des sous-stations et, dans l'une des sous- stations, un circuit ( 18) pour fixer une marge de courant entre les deux sous-stations, caractérisé en ce que ce système de com- mande comprend un dispositif pour l'indication de la tension dans le réseau de courant alternatif ( 2) de la sous-station conver- tisseuse et en ce qu'un circuit limiteur de courant ( 19, 20) est prévu dans chaque sous-station pour la limitation simultanée de l'ordre de courant dans les deux sous-stations en réponse à une réduction de la tension dans le réseau de courant alternatif de la sous-station convertisseuse. 2 Système de commande selon la revendication l, les sous- stations redresseuse et convertisseuse (LR, VR) étant situées dans une sous-station commune pour l'interconnexion asynchrone de deux réseaux de courant alternatif ( 1, 2) voisins, caractérisé en ce que le dispositif indicateur de tension ( 22, 24) mesure directement la tension dans le réseau ( 2) du convertisseur et délivre un signal aux deux circuits limiteurs de courant ( 19, 20). 3 Système de commande selon la revendication l, caractérisé en ce que le dispositif indicateur de tension ( 22, 24) mesure direc- tement la tension dans le réseau ( 2) de la sous-station convertis- seuse et en ce que le résultat de la mesure est tran Bmis par une liaison de télécommunication rapide ( 26) au circuit limiteur de courant ( 19) de la sous-station redresseuse (LR). 4 Système de commande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif indicateur de tension est divisé en une première partie ( 22, 24) qui mesure la tension dans le réseau ( 2) de la sous-station convertisseuse (VR) et agit sur le circuit limiteur de courant ( 20) dans le convertisseur, et une seconde partie qui agit sur le circuit limiteur de courant ( 19) dans la sous-station redresseuse (LR) et qui compare la tension de laligne de courant continu ( 7, 8) avec la tension dans le réseau de cou- rant alternatif ( 1) du redresseur, une réduction de la tension continue par rapport à la tension alternative du redresseur étant interprétée comme une réduction de la tension alternative du convertisseur. 5 Système de commande selon la revendication 4, caractérisé en ce que la tension de la ligne de courant continu est également comparée avec la tension du réseau de courant alternatif ( 2) dans la sous-station convertisseuse (VR). 6 Système de commande selon la revendication 3 ou 4, caractéri- sé en ce que les deux dispositifs sont utilisés simultanément afin de doubler les signaux.