Brevet FR2535061A1 — publié le 19840427

Compteur électronique pour la mesure des énergies active et réactive sur un réseau triphasé. La présente invention concerne un compteur é- lectronique pour la mesure des énergies active et réac- tive sur un réseau triphasé, et plus particulièrement un compteur du type comprenant plusieurs convertisseurs d'intensité-et de tension reliés à un dispositif de calcul. Par convertisseur d'intensité ou de tension, on entend ici un dispositif qui transforme une intensité ou une tension du réseau en un signal d'amplitude compatible avec les circuits de mesure utilisés. Un dispositif électronique pour la mesure d'é- nergie est décrit dans le brevet FR 2 063 562, ce dispo- sitif fournissant des impulsions dont le nombre représen- te la quantité d'énergie à mesurer. Par ailleurs, dans le cas de la mesure des é- nergies active et réactive sur un réseau triphasé quatre fils, il e S t c 1 a S S i q u e d'utiliser dans le comp- teur trois transformateurs de tension composées et trois transformateurs de courant, et, dans le cas d'un réseau trois fils, on utiliserait alors deux transformateurs, de tension composées et deux transformateurs de courant Dans les deux cas, le nombre de transformateurs utilisés est élevé. Aussi, la présente invention a pour but, en se basant sur le principe semblable à celui décrit dans le brevet FR 2 063 562, de fournir un nouveau compteur électronique ca- pable de mesurer à la fois l'énergie active et l'énergie réactive sur un réseau triphasé avec un nombre restreint de transformateurs. Conformément à l'invention, le compteur compor- te une pluralité de détecteurs d'énergie monophasés ayant chacun une première entrée reliée'à un convertisseur d'in- tensité et une seconde entrée reliée à un convertisseur de tension et délivrant des impulsions d'énergie dont le nom- bre représente l'énergie détectée par ce détecteur mono- phasé, et le dispositif de calcul est à microprocesseur et comprend des moyens de cumul commandés par les impul- sions délivrées par les détecteurs d'énergie pour four- nir les mesures des puissances active et réactive recherchées. Dans le cas d'un réseau quatre fils équilibré en tension, l'énergie active P et l'énergie réactive Q peuvent s'exprimer sous la forme: J _* -, Q u P = V l I 1 + V 2 12 + V 3 13 ( 1) 1 " -t _ Q= (U 23 11 + U 31 I 2 + U 12 I 3)( 2) V-3 2 I 1, 2 et I 3 étant les courants de phase; V V 2 et V 3 étant les tensions de phase et U 12, U 23 et U 31 étant les tensions composées. Le réseau étant supposé équilibré en tension, on peut encore écrire: V 1 +V 2 +V 3 = O ( 3 Comme par ailleurs, = V 1 V _> *il = % -122 2 U 23 = V 2 V 3 et U 31 = V 3 V 1, il vient des équations ( 2) et ( 3): Q = ( 2 11 V 2 + 2 I 2 V 3 + 2 V +V 1 I 1 +V 2 I 2 + V 3) ( 4) Si l'on désigne I V, I V, V l' l 1 '2 ' I 2 V 20 I 2 'V 3 " I 3 V 3 et I 3 V 1 respectivement par W 1, W 2, W 3, W 4, W 5 et W 6, les relations ( 1) et ( 4) peuvent s'écrire: (P 2 ll (W 1 + W 3 + W) 0 l 2 2 = 4 W 2W 4 + W 6 + _(W 1 + W 3 + W 5)l Ainsi, dans le cas d'un réseau quatre fils équilibré, pour la mesure des puissances active et réac- tive, il suffit que les convertisseurs de tension com- prennent uniquement des transformateurs des trois ten- sions simples du réseau (V 1, V 2, V 3) Il s'agit de transformateurs de:lignes qui sont en place et sur les- quels se fait le branchement haute tension du compteur. Par rapport aux systèmes utilisant en plus trois conver- tisseurs des tensions composées, le gain, dans le comp- teur selon l'invention, est de' trois transformateurs Les détecteurs d'énergie monophasés sont au nombre de six pour fournir les signaux représentant W 1 à W 6, c'est-à-dire des impulsions dont les fréquences sont proportionnelles respectivement aux énergies W 1 à W 6 Dans le cas d'un réseau trois fils équilibré en tension, l'énergie active P' et l'énergie réactive Q' peuvent s'exprimer sous la forme: P' = U'13 I' + U' 23 2 ( 1 ') Q, _ I ( 23u' 2 l + (Ug U')I' ( 2 u) / 123 + (U 31 12)I 2) I'1 I'2 et ï 3 étant les courants de phase et U' 3 12 U'23 et -' étant les tensions composées. U 31 Avec U'12 + U + U 31 = ( 3) 12 23 + '31 O( 3, il vient (' = L V 3=' 23 V 13 2 13 I 1 13 223) Si l'on désigne I' l I U' U' e ' -* 1 13 ' IU 23 ' I 13 ' I'2 U' 23 et I'2 U'13 respectivement par W' W'2 W'3, W' et W' les relations ( 1 '} et ( 4 ') peuvent s'écrire = 2 lf (w 1 + Wu 4) ( 51) Q'2 V\ 3 lW 2 + W'3 + W'5 + ( 1 + W 4 l Ainsi dans le cas d'un réseau équilibré trois fils' pour la mesure des puissances active et réactive, il suffit que les convertisseurs de tension comprennent uniquement des transfor- mateurs de ligne de deux tensions composées du réseau(U'13 et U'23) Par rapport au système qui utiliserait dans le comp- teur deux convertisseurs de tensions composées, le gain est de deux transformateurs de tension Les détecteurs d'énergie monophasés sont au nombre de cinq pour fournir les signaux représentant W'1 à W'5, c'est-àdire des impulsions dont les fréquences sont proportionnelles respectivement aux énergies W' à W' Avantageusement, les impulsions délivrées par tous les détecteurs représentent un même quantum d'éner- gie en valeur absolue Aussi, pour simplifier le traite- ment de ces impulsions par le dispositif et compte-tenu du coefficient apparaissant dans les relations ( 5) et ( 5 '), des moyens sont prévus pour diviser par deux la fréquence des impulsions délivrées par les détecteurs monophasés qui détectent les énergies formant les com- posantes de l'énergie active recherchée. Avantageusement encore, chaque détecteur-d'é- nergie monophasé comporte deux sorties émettrices d'im- pulsions; l'une émet des impulsions délivrées par ce dé- tecteur représentant une énergie positive; l'autre des- impulsions représentant une énergie négative, selon le sens du transfert d'énergie sur le réseau Par commodité, dans le reste du texte, ces sorties sont dénommées sortie positive et sortie négative, sans aucun lien avec la polarité du signal qu'elles délivrent. La simple prise en compte directe des impulsions d'énergie positive et négative dans des registres de cu- mul d'énergie positive et d'énergie négative n'aurait aucune signification physique puisque les quantités P et Q ou P' et Q' telles qu'exprimées par les relations ( 5) et ( 5 ') comportent, indépendamment de leur signe, plusieurs composan- tes qui peuvent être positives ou négatives Aussi, se- lon une particularité du compteur conforme à l'invention, une impulsion d'énergie d'un signe particulier, lors- qu'elle est détectée par le dispositif de calcul, est utilisée pour annuler l'effet d'une impulsions d'énergie précédente de signe opposé, ou pour prédisposer la prise en compte dans un registre de cumul d'une impulsion d'énergie suivante de même signe. Dans ce but, les moyens de calcul comportent un registre de tendance d'énergie active commandé par les impulsions d'énergie active délivrées par les détecteurs monophasés qui détectent les énergies formant les composantes de l'énergie active recherchée, ce registre de tendance évoluant entre un état extrême négatif et un état extrême positif dans un sens en ré- ponse à des impulsions d'énergie positive et dans le sens inverse en réponse à des impulsions d'énergie néga- tive, ledit registre de tendance pouvant prendre au moins un étant intermédiaire entre ses états extrêmes, un registre de cumul d'énergie active posi- tive dont le contenu est incrémenté en réponse à-chaque impulsion d'énergie active positive lorsque le registre de tendance d'énergie active est dans son état extrême positif, et = un registre de cumul d'énergie active néga- tive dont le contenu est incrémenté en réponse à chaque impulsion d'énergie active négative lorsque le registre de tendance d'énergie active est dans son état extrême négatif. De la même manière, pour la détermination de l'énergie réactive, sont prévus un registre de tendance d'énergie réactive, un registre de cumul d'énergie réac- tive positive et un registre de cumul d'énergie réacti- ve négative semblables à ceux prévus pour la détermina- tion de l'énergie active. D'autres particularités et avantages du comp- teur électronique selon l'invention ressortiront à la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels la figure 1 est un schéma d'ensemble d'un mode de réalisation d'un compteur électronique selon l'invention dans le cas d'un réseau 4 fils, la figure 2 est un schéma plus détaillé d'un détecteur d'énergie faisant partie d'un compteur de la figure 1, la figure 3 illustre le principe de traite- ment des impulsions d'énergie par le dispositif de calcul, les figures 4 à 6 montrent des ordinogranmes relatifs à différents programmes exécutés dans l'organe de calcul, et la figure 7 est un schéma partiel d'un mode de réalisation d'un compteur électronique selon l'in- vention dans le cas d'un réseau 3 fils. Le compteur illustré par la figure 1 est des- tiné à la détermination des puissances active et réactive consommées (ou restituées) par un abonné raccordé à un réseau 4 fils équilibré en tension, et comporte un dis- positif de mesure 10 et un dispositif de calcul 20. Trois convertisseurs de tension C Ti, CT 2 et CT 3 délivrent des tensions v 11 V 2, v 3 proportionnelles aux tensions simples Vl, V 2, V 3 du réseau De façon bien con- nue en soi, chaque convertisseur est formé d'un transfor- mateur de tension (TV 1, TV 2, TV 3) dont le primaire est bran- ché entre la phase correspondante (Phi, Ph 2, Ph 3)et le neu- tre N, et dont le secondaire est branché aux bornes d'un diviseur de potentiel La tension v I, v 2 v 3 est prélevée au point milieu du diviseur de potentiel par l'intermé- diaire d'une résistance réglable R 1, ô, R 3 d'impédance élevée. En outre, trois convertisseurs d'intensité (CI 1, CI 2, CI 3) délivrent de S tensions il, 12 i 3 proportionnelles aux intensités I^, 12, 13 des courants des phases Phi, Ph 2, Ph 3 De façon également bien connue, chaque convertisseur CI 1, CI 2, C 13 comprend un transfor- mateur TI 1, TI 2, TI 3 dont le primaire est relié à un en- roulement EI 1, EI 2, EI 3 couplé à la phase respective et dont le secondaire est branché sur un shunt Shi, Sh 2, Sh 3 aux bornes duquel la tension 1 ' t 2 ' 3 est disponi- ble Les transformateurs TV 1, TV 2 et TV 3 et les enroule- ments EI 1, EI 2 et EI 3 sont en place sur la ligne et ne forment pas partie du compteur tel qu'il se branche sur le réseau, comme le montre la ligne en tirets délimitant le dispositif de mesure 10 Le dispositif de mesure 10 comporte six détec- teurs d'énergie DE 1 à DE 6 qui délivrent des impulsions de fréquences-proportionnelles aux quantités W à W dé- finies plus haut A cet effet, les détecteurs DE 1 à DE 6 reçoivent les couples respectifs de tensions suivants (i 11 ' Vl), (iv V 2)t(i 2 v) (i), v),et (, vl) Chaque détecteur DE 1 à DE 6 possède une sortie posi- tive W 1 à W 6 et une sortie négative W 1 à W 6 v Les impulsions délivrées par chaque détecteur a p p a - r a i S S e N t sur sa sortie positive lorsque l'énergie me- surée est prélevée sur le réseau-par l'abonné-et sur sa sortie négative lorsque l'énergie mesurée est renvoyée sur le réseau par l'abonnéo Un mode particulier de réali- sation d'un détecteur drénergie, par exemple DE 1 est il- lustré par la figure 2,les autres détecteurs DE 2 à DE 6 étant identiques à D El. Le détecteur d'énergie DE 1 comprend une pre- mière entrée qui reçoit la tension i 1 délivrée par le convertisseur CI 1 et une seconde entrée qui reçoit la tension v 1 délivrée par le convertisseur CV 1 La tension i 1 est appliquée sur une entrée d'un multiplicateur ana- logique M 1 tandis que la tension v 1 est appliquée sur une autre entrée de ce multiplicateur, soit telle quelle par l'intermédiaire d'un interrupteur INT 1 i, soit déphasée de 1-800 par l'intermédiaire d'un circuit qui comprenden sé- rie, un interrupteur INT'1-et un inverseur de phase INV 1. Les interrupteurs INT 1 et INT'1 sont des interrupteurs, par exemple statiques, commandés en synchronisme par un signal d'inversion Sinv de manière que l'un soit fermé tandis que l'autre est ouvert Le signal Sinv est engen- dr par un gnrateur G 1 sous forme dun train d'impul- dré par un générateur Gi sous forme d'un train d'impul- sions rectangulaires de fréquence fixe F définissant inv des durées égales d'ouverture et de fermeture de chacun des interrupteurs INT 1 et INT'I Le signal analogique W 1 produit en sortie du multiplicateur M 1 et proportionnel à v 1 i 1, est appliqué à un convertisseur tension/fréquence CTF 1 pour être converti en un signal W' formé par un i train d'impulsions élémentaires de fréquence proportion- nelle à v 1 i 1 Ces impulsions sont appliquées à l'entrée d'horloge h d'un compteur-décompteur CD 1 dont le fonc- tionnement dans le sens de comptage ou de décomptage est commandé par le signal d'inversion Sinv appliqué à l'en- inv trée c/d de commande de comptage-décomptage Deux déco- deurs DEC 1, DEC'1 sont branchés en parallèle sur les sorties du compteur-décompteur-CD 1 Le décodeur DEC 1 dé- livre une impulsion sur la sortie W 1 lorsque le contenu du compteurdécompteur CD 1 atteint une première valeur prédéterminée N 1 tandis que le décodeur DEC 1 délivre une impulsion sur la sortie W 1 lorsque le contenu du compteur-décompteur CD 1 atteint une seconde valeur pré- déterminée N'1 Ces impulsions commandent, par l'inter- médiaire d'une porte "OU" 01, la ré-initialisation du compteur à une valeur initiale prédéterminée NO enregis- trée dans un registre RG 1 Les valeurs N'l, NO et NI sont telles que N'1 Lorsqu'aucun courant ne circule dans le shunt -f Shl, i 1 est nul et la sortie du multiplicateur M 1 est normalement au niveau zéro Le convertisseur CTF 1 pro- duit alors des impulsions à une fréquence de base FO. Pendant chaque période du signal d'inversion, un même nombre d'impulsions est successivement compté (ou dé- compté) puis décompté (ou compté) Les fréquences F O et F.in et les valeurs NO, N 1, N'1 sont choisies pour que lnv le compteur initialisé à la valeur No n'atteigne alors aucune des valeurs N 1 ou N'1. Lorsqu'un courant circule dans le shunt, il y a corrélation entre le courant et la tension Selon le sens de circulation de ce courant, le multiplicateur M 1 produira une tension dont l'amplitude sera, au cours des premières demi-périodes de Sinv correspondant à la mnv fermeture de INT 1 et au fonctionnement de CD 1 dans le sens comptage, supérieure ou inférieure à celle de la tension produite au cours des secondes demipériodes de Sinv correspondant à la fermeture de INT'1 et au fonc- inv tionnement de CD 1 dans le sens de décomptage Dans le premier cas, la fréquence des impulsions élémentaires W'1 est plus grande lors des premières demi-périodes de Sinv que lors des secondes et le contenu de Cl évolue en s'accroissant vers la valeur Ni e cette valeur étant atteinte, une impulsion d'énergie positive E + est pro-. + duite sur la sortie W 1 le compteur CD 1 est ré-initialisé à la valeur NO et le processus se répète, les impulsions E + apparaissant à une fréquence proportionnelle à W 1. Dans le second cas, la fréquence des impulsions élémen- taires W'1 est plus grande lors des secondes demi- périodes de Sinv que lors des premières et le contenu de CD 1 évolue en diminuant vers la valeur N'"I; cette valeur étant atteinte, une impulsion d'énergie négative E est produite sur la sortie W 1, le compteur CD 1 est ré-initialisé à la valeur NO et le processus se répète, les impulsions E 1 apparaissant à une fréquence pro- portionnelle à W. De la même manière, des impulsions d'énergie positive E 2 à E 6 sont délivrées sur les sorties W 2 W 6 à des fréquences proportionnelles aux quantités W 2 à W 6 et des impulsions d'énergie négative E 2 à E 6 sont délivrées sur les sorties W 2 à W 6 à des fréquen- ces proportionnelles aux quantités W 2 à W 6 Toutes les impulsions E 1 + à E + et E 1 à E 6 représentent le même 1 6 6 rpéetn emm quantum d'énergie en valeur absolue. Ces différentes impulsions sont envoyées au dispositif de calcul 20 o sont élaborées les puissan- ces active et réactive recherchées, en appliquant les relations ( 5) cidessus Compte-tenu du coefficient i apparaissant dans ces relations devant (W 1 + W 3 + W 5), et pour simplifier le calcul, la fréquence des impulsions (E 1 + E 1 (E 3, E 3) et (E, E 5 est divisée par deux au moyen de diviseurs de fréquence DF 1, DF 3 et DF 5 branchés aux sorties respectivement de DE 1, DE 3 et DE 5 (figure 1) Ainsi, le dispositif de calcul revoit des impulsions dont les fréquences sont proportionnel- les respectivement à W 1/2, W 2, W 3/2, W 4, W 5/2 et W 6. En choisissant pour tous les détecteurs d'énergie des valeurs correspondant à N 1 identiques entre elles, les impulsions d'énergie positives reçues par-le dispositif de calcul sont proportionnelles à W 1/2, W 2, W 3/2, W 4, W 5/2 et W/6 avec un même coefficient de proportionna- + lité K De même, en choisissant des valeurs correspon- dant àN'I égales entre elles, les impulsions d'énergie négatives reçues par le dispositif de calcul sont pro- protionnelles à W 1/2, W 2, W 3/2, W 4, W 5/2 et W 6 avec un même coefficient de proportionnalité K Si N 1 NO = NO N'l, les coefficients K et K sont égaux entre eux Par contre, si N 1 NO O NO Nd, ces coefficients sont différents Par exemple, si N 1 NO = k (NO N'1), la fréquence des impulsions d'énergie négative est k fois plus élevée que celle des impulsions d'énergie positive pour une même valeur abso- lue d'énergie On tiendra compte de ce fait soit en di- visant la fréquence des impulsions d'énergie négative par la valeur k avant de les appliquer au dispositif de calcul, soit en ne prenant en compte qu'une impulsion d'énergie négative sur k au moment de l'acquisition des impulsions d'énergie dans le dispositif de calcul. Dans ce qui suit, on supposera, sauf indica- tions contraires, que K+ = K, c'est-à-dire que toutes les impulsions d'énergie, à fréquences égales, représen- tent une même énergie en valeur absolue. Le dispositif de calcul 20 (figure 1) c o m p r e N d un microprocesseur MP, associé à une m é m o i r e m o r t e de programme ROM, à une mémoire vive RAM et à des circuits d'entrées/sorties Dans le cas o le microprocesseur n'a pas de mémoire interne, on peut prévoir un bus multiplexé B sur lequel transitent à la fois les données et les adresses basses Un disposi- tif de mémorisation d'adresses MA formé par un ensemble de bascules permet de mémoriser les adresses sur le bus B à un instant déterminé par un signal ALE produit par le microprocesseur MP. La mémoire de programme ROM a ses entrées d'adresses basses reliées à MA et ses entrées d'adres- ses hautes reliées directement au microprocesseur MP. Ses sorties de données sont connectées au bus B, l'or- dre d'écriture sur le bus étant fourni par un signal PSEN produit par le microprocesseur. La mémoire vive RAR a ses entrées d'adresses reliées à MA et ses entrées/sorties de données reliées au bus B Les ordres d'écriture et de lecture sur le bus B sont donnés par des signaux RD et WR produits par le microprocesseur MP. Les circuits d'entrées/sorties, comprennent un dispositif de mémorisation des impulsions d'énergie re- çues du dispositif de mesure 10 Ce dispositif de mémo- risation comprend par exemple deux registres tampons à trois états, l'un RTA recevant les impulsions produites en sortie des diviseurs de fréquence DF 1, DF 3, DF 5 et servant à la détermination de la puissance active et l'autre RTR recevant les impulsions produites en sortie des détecteurs d'énergie DE 2, DE 4 et DE 6 Les entrées restantes du registre RTA et du registre RTR peuvent être utilisées pour l'entrée de signaux relatifs aux périodes tarifaires et produits par un circuit TAR re- cevant les signaux conventionnels indicatifs de change- ment de période tarifaire La sélection des registres RTA et RTR est réalisée au moyen de signaux de contrôle respectifs produits par le microprocesseur MP et l'é- criture sur le bus B du contenu de ces registres est commandée par le signal RD. Les circuits d'entrées/sorties comprennent aussi un dispositif de mémorisation connecté entre le bus-B et un organe d'affichage DIS formé par un ensem- ble de caractères ou "digits" à sept segments L'affi- chage est par exemple multiplexé Dans un premier temps, un groupe de signaux binaires représentant les états des segments est mémorisé dans une mémoire MSG formée par un ensemble de bascules et sélectionnée par un si- gnal de contrôle particulier p r o d u i t par le: microprocesseur. Ensuite, un groupe de signaux représentant les états des caractères est mémorisé dans une mémoire MDG égale- ment formée par un ensemble de bascules et sélection- née par un signal de contrôle particulier produit par le microprocesseur L'ordre de mémorisation dans les mémoires MSG et MDG est donné par le signal R. Le microprocesseur MP a encore quatre sorties reliées à des circuits à relais LP, LP, LQ et LQ afin de produire sur des sorties respectives du comp- teur des impulsions représentant les puissances mesu- rées active positive P+, active négative P, réactive positive Q et réactive négative Q-. Enfin, le microprocesseur est relié à un cir- cuit CG remplissant, comme connu en soi, la fonction de "chien de garde", à un cristal servant à la production de la fréquence de son horloge interne et à dés bornes portées aux potentiels de référence et d'alimentation. La structure décrite ci-avant du dispositif de calcul n'est qu'un mode particulier de réalisation. Ib Tout autre système de traitement à micréprocesseur permettant d'at- teindre les mmes résultats pourrait être utilisé. * Avant de décrire plus en détail certaines des opérations effectuées- par le dispositif de calcu L 20, un mode préféré de traitement des-impulsions d'énergie est décrit ci-après en référence à la figure 3. Pour la détermination de l'énergie active, on prend en compte les impulsions E 1, E 3 g E 5, E 1 E 3 et E 5 après division de leur fréquence par deux Chaque impulsion d'énergie positive est appliquée à une entrée d'un registre de tendance d'énergie active RTP tandis que chaque impulsion d'énergie négative est appliquée à une autre entrée du registre RTP Le registre RTP peut évoluer dans un sens ou dans l'autre entre un état ex- trême négatif et un état extrême positif Dans l'état extrême positif, le registre RTP fournit un signal in- dicateur qui ouvre 'une porte E 2 à chaque impulsion d'é- nergie positive reçue, tandis que, dans l'état extrême négatif, ce registre fournit un signal indicateur qui ouvre une porte E 3 à chaque impulsion d'énergie négati- ve reçue Le registre RTP peut prendre au moins un, et de préférence plusieurs états intermédiaires entre ses états extrêmes En supposant quele registre RTP étant dans son état extrême positif, une impulsion d'énergie positive est reçue, cette impulsion est prise en compte à travers la porte E 2 et comptabilisée dans un registre RCP de cumul d'énergie active positive, mais si une impulsion d'énergie négative est reçue, cette impulsion n'est pas prise en compte mais place le registre RTP dans son état intermédiaire le plus proche de l'état extrême positif Dans ce dernier cas, si l'impulsion suivante reçue est positive, elle n'est pas prise en compte mais ramène le registre RTP dans son état extrême positif et si cette impulsion suivante reçue est néaati- ve, elle fait accomplir au registre RTP un nouveau pas vers son état extrême négatif Si le registre RTP par- vient dans cet état, et si une impulsion d'énergie né- gative se présente, elle est prise en compte à travers la porte E 3 et comptabilisée dans un registre RCP de cumul d'énergie négative Ainsi, chaque impulsion reçue d'énergie n'est pas directement prise en compte dans un registre de cumul, mais est traitée dans le contexte changeant d'un bilan continuel des impulsions précédentes. On peut par exemple utiliser comme registre de tendance un registre à décalage à N positions toutes occupées par des "O"sauf une occupée par un " 1 " consti- tuant l'indicateur de tendance Chaque impulsion d'éner- gie positive décale le registre dans un sens (à droite) jusqu'à ce que l'indicateur se trouve dans la position la plus à droite (état extrême positif) tandis que chaque impulsion d'énergie négative décale le registre dans l'autre sens (à gauche) jusqu'à ce que l'indica- teur se trouve dans la position la plus à gauche (état extrême négatif) Lorsque l'indicateur se trouve dans une position extrême et qu'une impulsion du même signe est reçue, alors cette impulsion est cumulée tandis que la position de l'indicateur reste inchangée. Pour la détermination de l'énergie réactive, on prend en compte les impulsions E 1, E 3, E 5, E 1, E 3 E 5 après division de leur fréquence par deux et les impulsions E 2 t E 4 t E 6 E 2 E 4 et E 6 * La prise en compte des impulsions reçues est réalisée comme pour la détermination de l'énergie active, en utilisant un registre RTQ de tendance d'énergie réactive Dans son état extrême positif, le registre RTQ autorise-par son indicateur de tendance la prise en compte des impulsions d'énergie positive à travers une porte E 4 et leur comp- tabilisation dans un registre RCQ+ de cumul d'énergie réactive positive et, dans son état extrême négatif, le registre RTQ autorise par son indicateur de tendance la prise en compte des impulsions des impulsions d'énergie négative à travers une porte E 5 et leur comptabilisation dans un registre RCQ de cumul d'énergie réactive négative. Le dispositif de calcul 20 est progrémmé de manière à accomplir notamment les tâches suivantes: (a) acquisition des impulsions d'énergie et des périodes tarifaires (b) sortie des impulsions de relais P, P-, Q+, Q (c) changement de la valeur affichée, (d) calcul de P et Q suivant les relations ( 5). Une tâche de fond exécute le traitement des impulsions acquises -tâche (d)-. Une tâche prioritaire déclenchée par les si- gnaux d'interruption produits par un séquenceur exécute les tâches (a) à (c). Pour le passage de la tâche prioritaire à la tâche de fond, on utilise par exemple deux mémoires struc- turées en piles PILEA et PILER associées à deux pointeurs respectifs PTPILA et PTPILR Le programme d'acquisition des impulsions d'énergie remplit les piles PILEA et PILER à partir de la scrutation des registres tampons RTA et RTR, respectivement Un programme de fond (calcul de P et Q) vide les piles PILEA et PILER. De même pour le passage de la tâche de fond à la tâche (b), on utilise quatre compteurs d'impulsions relais CP+ CP, CQ, CQ qui sont incrémentés par le- programme de fond (calcul de Pet Q) et décrémentés par le programme sous interruption (sortie des impulsions. de relais). L'acquisition des impulsions d'énergie est réa- lisée en réponse X chaque signal d'interruption, ceux-ci étant produits par le séquenceur avec une période telle qu'aucune impulsion d'énergie ne risque d'être perdue mê- me lorsque la-'puissance sur le réseau èst maximale. En bref, pour l'acquisition des impulsions d'é- nergie, on détecte d'abord la réception de nouvelles im- pulsions d'énergie par le registre RTA pour introduire l'in- formation correspondante dans la pile PILER et dans la pile PILEA (puisque les impulsions d'énergie comptabilisées pour l'éner- gie active le sont aussi pour l'énergie réactive) puis on détecte la réception de nouvelles impulsions d'énergie par le re- gistre RTR pour introduire l'information correspondante dans la pile PILER Les opérations réalisées sont notam- ment les suivantes (figure 4): lecture du contenu de RTA ("lecture impul- sions énergie active"); comparaison du mot lu avec celui contenu dans un registre Rm A dans lequel est conservé le mot lu dans RTA au cours de l'interruption précédente-, afin de détecter un change- ment d'état d'un bit de ce mot dans l'intervalle ("détec- tion réception impulsions d'énergie active"); on notera que la détection de chaque changement d'état des signaux d'énergie reçus revient à appliquer le coefficient 2 apparaissant dans les relations ( 5). examen du résultat de comparaison ("test si changements"); si ce test est négatif (pas de changement dé- tectéen RA), détection de la réception de nouvelles impul- sions en RTR ; si ce test est positif, élaboration de l'information à introduire dans la pile PILER ("initialisation pour pile réactive"); introduction dans la pile PILER de l'informa- tion élaborée ce test étant négatif, élaboration de l'infor- mation à introduire dans la pile PILEA ("initialisation pour pile active") ; introduction dans la pile PILEA de l'informa- tion élaborée ("acquisition dans pile active"); test si le "traitement du contenu de RTR" est en cours; ce test étant négatif, mise à jour du contenu de RMA avec le mot lu dans RTA ("mise à jour acquisition active"); lecture du contenu de RTR ("lecture impul- sions d'énergie réactive"); comparaison du mot lu avec celui contenu dans un registre RMR -dans lequel est conservé le mot lu dans RTR au cours de l'interruption précédente-, afin de détecter un changement d'état dans l'intervalle ("détection réception impulsions énergie réactive") retour en "test si changements", si ce test est négatif (pas de chan- gement détecté en RTR)P passage à la phase "traitement du contenu de RTR"; si ce test est positif, passage à la phase "initialisation pour pile réactive"; "acquisition dans pile réactive" test "traitement du contenu de RTR en cours"; -ce test étant positif, mise à jour du conte- nu de RMR avec le mot lu dans RTR ("mise à jour acqui- sition réactive"); et retour à la tâche de fond. Le traitement des impulsions d'énergie acqui- ses et le calcul des énergies active et réactive recher- chées est effectué au cours du programme de fond On suppose que trois périodes tarifaires différentes sont prévues (nuit N, jour J et pointe P) Dans la mémoire RAM sont alors mémorisées en permanence 12 valeurs d'é- nergie, à savoir les valeurs d'énergie cumulée active positive et négative, et réactive positive et négative pour chaque période tarifaire N, J et P, soit P N, P-N, Q+N, Q Ne P Jet P J Q+ J J' P Pl- +_ P P, Q P et Q P Chaque valeur d'énergie cumulée est en représentation B C D (décimale codée binaire), et com- prend une partie entière de huit chiffres (codée sur quatre octects) et un reste de huit chiffres (codé aus- si sur quatre octects) On suppose par ailleurs que les registres de tendance RTP, RTQ sont des registres à dé- calage comprenant un nombre pair de positions. Le programme de traitement des impulsions (fi- gure 5) comprend les opérations suivantes (on ne décri- ra que le traitement des impulsions en vue du calcul de la puissance active): lecture de la pile PILEA ("lecture pile active"); test de "pile vide" par examen du pointeur de pile PTPILA; si le test est positif, on passe en fin de programme de traitement des impulsions d'énergie active; si le test est négatif, on charge un registre RPIL par la valeur contenue dans la première case de la pile PILEA et l'on décale toutes les autres valeurs de la pi- le d'une case pour le traitement prochain ("traitement de la pile active") ; lecture de l'information de période tarifai- re -cette information est fournie sur deux entrées du registre RTA;et se trouve donc codée sur deux bits dans le mot chargé dans le registre RPIL ("lecture tarif"); chargement dans un registre auxiliaire de calcul RAUX des valeurs d'énergie actives positive et négative correspondant au tarif lu ("chargement énergies positive et négative à traiter"); détermination de l'information de signe de tendance SENS+ ou SENS selon que l'indicateur du regis- tre de tendance se trouve dans la moitié droite du re-. gistre RTP ou dans la moitié gauche de ce registre et positionnement d'un indicateur MSENS qui mémorise l'in- formation de signe de tendance ("lecture signe de tendance"); détermination de l'ordre de traitement des énergies active positive et négative, l'énergie traitée en premier étant celle de signe opposé à celui de la tendance ("définition de l'ordre de traitement") sélection dans le registre RAUX de la va- leur d'énergie correspondant à celle à traiter en pre- mier ("pointage du registre selon signe d'énergie à traiter"); exécution du sous-programme "traitement de l'impulsion" (voir plus loin) sur la première impulsion d'énergie de RPIL dont le signe est celuide l'énergie en cours de traitement traitements successifs des autres impulsions d'énergie de ce signe par test "les impulsions de même signe ont-elles toutes été traitées ?" puis, le test étant négatif, retour au sousprogramme "traitement de l'impulsion"; lorsque le test précédent devient positif, inversion de l'ordre de traitement des énergies ("inver- sion ordre de traitement") test "les deux signes d'énergie ont-ils été traités ?", puis le test étant négatif, retour en "poin- tage du registre selon signe d'énergie à traiter"; les impulsions de l'énergie de l'autre signe étant toutes traitées et le test "les deux signes d'- nergie ont-ils été traitése étant devenu positif, repo- sitionnement du registre RPIL dans son état du début de traitement "repositionnement RPIL"; renvoi dans la RAM des nouvelles valeurs calculées d'énergie active positive et négative aux em- placements correspondants à la période tarifaire relue dans RPIL ("renvoi en RAM des valeurs d'énergies trai- t 6 es') test "les énergies active et réactive ont- elles été traitées ? " si le test est négatif, traitement de l'é- nergi e réactive de la même façon que, ci-avant, 11 éner- gie active et, si le test est positif, "retour"o Le sous-programme de "traitement de l'impul- sion'comprend les opérations suivantes (figure 6) initialisation de l'indicateur de signe de tendance correspondant à l'énergie traitée ("initiali- sation MSENS"); test "l'impulsion est-elle de signe opposé à celui de la tendance ?"; si ce test est négatif (après inversion de l'ordre de traitement), test de la valeur de l'indica- teur de signe de tendance ("MSENS =O "); si cette valeur est nulle (tendance négative> et que le registre de tendance est dans son état extrême négatif avec l'in- dicateur de tendance dans la position la plus à gauche de ce registre ("Bit de RTP ou RTQ = 1 "), passage au sous-programme "raise à jour de la valeur d'éner- gie";si la valeur de MSENS est nulle (ten- dance négative) mais que le registre de tendance n'est pas dans son état extrême négatif, décalage de ce regis- tre d'un pas à gauche ("décalage à gauche de RTP ou RTQ"); si la valeur de MSENS n'est pas nulle (tendance positive) et que le registre de tendance est dans son état extrême positif avec l'indicateur de tendance dans la position la plus à droite de ce registre ("Bit O de RTP ou RTQ = 1 "), passage au sous-programme "mise à jour de la valeur d'énergie"; enfin, si la valeur de MSENS n'est pas nulle (tendance positive) mais que le registre de tendance n'est pas dans son état extrême po- *sitif, décalage de ce registre d'un pas à droite ("déca- lage à droite de RTP ou RTQ"); dans le cas o maintenant le test "l'impul- sion est-elle de signe opposé à celui de la tendance ?" est positif (premier passage), si la valeur de MSENS est nulle si la valeur de MSENS n'est pas nulle (tendance positi- ve test "MSENS = O ?"négatif) passage à la phase "dé- calage à gauche de RTP ou RTQ". Ainsi, sont d'abord traitées les impulsions de signe opposé à celui de la tendance, seules les impulsions de même signe pouvant ensuite être éventuel- lement prises en compte pour modifier la valeur de l'é- nergie traitée On notera aussi que la valeur de l'in- dicateur MSENS est ré-initialisée à chaque nouvelle exé- cution du sous-programme "traitement de l'impulsion", cette valeur pouvant avoir changé par suite de l'exécu- tion précédente de ce sous-programme. Le sous-programme "mise à jour de la valeur d'énergie" comprend une phase de calcul qui consiste à additionner à la valeur d'énergie pointée dans le regis- tre RAUX la quantité que représente l'impulsion validée. D'une façon générale, cette quantité est affectée d'un coefficient k pour l'énergie active et d'un coefficient k -pour l'énergie réactive Ce coefficient k peut tenir compte du rapport de transformation haute tension/basse tension En variante, et pour simplifier le processus, on peut choisir k = 1 et tenir compte de ce rapport de transformation au niveau de la facturation Après prise en compte de l'impulsion d'énergie validée, on obtient dans le registre RAUX, une nouvelle valeur d'énergie avec une nouvelle partie entière et un nouveau reste: Le sous-programme "mise à jour de la valeur d'énergie" comprend aussi une phase d'incrémentation du compteur d'impulsions relais correspondant, le contenu de ce compteur étant augmenté d'un nombre égal à l'accroisse- ment de la valeur entière de l'énergie traitée. La commande des relais d'impulsions LP, LP D +_ LQ et LQ est une tâche prioritaire exécutée tous les n 1 signaux d'interruption émis par le séquenceur A cet effet, un compteur reçoit les signaux d'interruption sur son entrée d'horloge et, lorsqu'il atteint la valeur ni, est réinitialisé à la valeur zéro et commande l'exécution d'un programme de traitement des -impulsions relais Pour chaque relais, ce programme comprend les opérations suivantes: acquisition de l'état du relais; si le relais est fermé, ouverture du relais et si le relais est ouvert et si le compteur d'impulsions relais associé n'est pas à zéro, fermeture du relais et décrémentation de ce compteur d'une unité. Enfin, l'affichage des valeurs d'énergie con- servées en RAM est une tâche prioritaire exécutée tous les N 2 signaux d'interruption émis par le séquenceur. Pour permettre une lecture aisée, avec une fréquence de renouvellement des valeurs affichées pas trop basse, on choisit par exemple N 2 pour que l'affichage de chaque valeur dure quelques secondes Un compteur reçoit les signaux d'interruption sur son entrée d'horloge et, lorsqu'il atteint la valeur N 2, est ré-initialisé à la valeur O et commande l'affichage d'une nouvelle valeur. A cet effet, il est prévu une table d'affichage qui donne l'ordre dans lequel les valeurs d'énergie sont affichées et qui est associée à un pointeur d'affichage. La table comporte un ensemble de 12 emplacements conte- nant-chacun l'adresse et le code d'affichage d'une va- leur d'énergie particulière A chaque foià qu'une nou- velle valeur d'énergie est affichée, le pointeur d'af- fichage est incrémenté L'information affichée comprend une partie d'identification de l'énergie concernée et le nombre représentant la valeur de celle-ci. Dans ce qui précède, on a envisagé le cas o , pour tenir compte du coefficient 1 dans les relations ( 5), des diviseurs de fréquence par deux sont branchés aux sorties des détecteurs d'énergie DE 1, DE 3 et DE 5. En variante, les impulsions E 1 +t E 1, E 3 +, E 3 et E 5, E 5 pourront être appliquées directement au dispositif de calcul, comme les autres impulsions, et ledit coefficient est pris encompte au cours du programme d'acquisition des impulsions d'énergie en ne détectant, pour les mots lus dans le registre RTA, non pas tous les changements d'états, mais seulement les changements se produisant dans le même sens. Par ailleurs, on a décrit un mode particulier de réalisation d'un compteur selon l'invention dans le cas d'un réseau 4 fils équilibré en tension. Or, l'invention est égalementapplicable aux ré- seaux trois fils onme le rmontre la figure 7 Dans ce cas, le comptage est effectué sur la base des équations ( 5 ') don- nées plus haut A cet effet, deux convertisseurs de potentiel CV'1, CV'2 fournissent des tensions u'13 et u'23 propor- tionnelles aux tensions composées U'13 et U'23 du réseau. 13 '23 Ces convertisseurs comprennent deux transformateurs de po- tentiel TU'13 et TU'23 dont les primaires sont connectés respectivement entre les phases Ph 1 et Ph '3 et entre les phases Ph'2 et Ph I 3 Les tensions u 13 et ' 23 sont prle- vées en sortie de diviseursde potentiel, branches aux se- condaires des transformateurs TU'13 et TU'23 Par ailleurs, deux convertisseurs de courant TI'1 et TI'2, analogues à ceux utilisés avec le réseau 4 fils, fournissent des ten- sions i' et i'2 proportionnelles aux courants de phase 1 2 I'1 et I' 12 Les transformateurs TU'13 et TUT 23 ainsi que les enrou- lements EI'1 et EI'2 des convertisseurs TI" 1 et TI '2 sont en place sur la ligne et servent au raccordement haute tension du compteur. Le dispositif de mesure 10 ' comprend encore cinq détecteurs d'énergie DE'1 à DE 15, analogues à ceux utilisés avec le réseau 4 fils, et fournissant des im- pulsions d'énergie dont les fréquences sont proportion- nelles aux quantités W'1 à W'5 u Les détecteurs d'éner- gie DE'1 à DE'5 reçoivent respectivement les couples de tensions suivants: ('1 u 13) ( ' 23)' ( 1 13 ' (t'2,u 23 > et (-i'2,'23)o Pour tenir compte du signe - ( 12,U 23 t) apliquées à 2 DE'32 e affectant les tensions l'1 et l'2 appliquées à DE'3 et DE'5, on inverse les entrées courant de ces détecteurs par rapport à DE'1 et DE'4 Par ailleurs, pour tenir compte du coefficient 1 apparaissant dans les relations ( 5 '), deux diviseurs de fréquence par deux DF'1 et DF'4 peuvent être branchés aux sorties des détecteurs DE'1 et DE'4 Chaque détecteur DE'1 à DE'4 a une sortie po- + 5 + + sitie W 1 d W 5 -sur laquelle sont dlivres les im- pulsions d'énergie positives E' à E'5 et une sortie négative W'1 à W'5 sur laquelle sont délivrées les impulsions d'énergie négatives E' à E'5 Le dispositif de calcul 20 ' est identique à celui décrit plus haut dans le cas du réseau 4 fils si ce n'est que le registre RTA reçoit quatre signaux d'im- pulsions-d'énergie {E' ', E '1 E 4, E') au lieu de six, le-registre RTR recevant les six signaux restants (E'2 ' E 2, E' 3, E'3, E'5 et E'5). 2 à'3-'3 '5 + t EVENDICATIONS 1 Compteur électronique pour la mesure des éner- gies active et réactive sur un réseau triphasé, compre- nant plusieurs convertisseurs d'intensité et de tension reliés à un dispositif de calcul, compteur caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de détecteurs d'énergie mono- phasés ayant chacun une première entrée reliée à un con- vertisseur d'intensité et une seconde entrée reliée à un convertisseur de tension et délivrant des impulsions d'é- nergie dont le nombre représente l'énergie détectée par ce détecteur monophasé, et en ce que le dispositif de calcul est à micro- processeur et comprend des moyens de cumul commandés par les impulsions délivrées par les détecteurs d'énergie pour fournir les mesures des puissances active et réactive recherchées. 2 Compteur selon la revendication 1, pour la mesure des puissances active et réactive sur un réseau quatre fils, caractérisé en ce que les convertisseurs de tension comprennent uniquement des transformateurs des trois tensions simples du réseau et les détecteurs d'énergie fournissent des impulsions dont les fréquen- ces sont proportionnelles respectivement aux quantités _*-o C -, _ 1 % A> r P-> 1:, I 1 I 2 2, I 2 V 3, IV 3 et I 3 V 1, dans lesquelles IX, I 2 et I 3 désignent les courants de phase et VI, V 2 et V 3 désignent les tensions de phase. 3 Compteur selon la revendication 1, pour la mesure des puissances active et réactive sur un réseau trois fils, caractérisé en ce que les convertisseurs de tension comprennent uniquement des transformateurs de deux tensions composées du réseau et les détecteurs d'énergie fournissent des impulsions dont les fréquen- ces sont proportionnelles respectivement aux quantités il 123 13 ' I' u 23 -IU'2 ' et -I'Z'13 dans lesquelles I et I'2 sont les courants de deux phases 3 lesquelles I' et I' sont les courants de deux phases et U'13 et U'23 sont les tensions composées entre cha- cune de ces phases et la troisième. 4 Compteur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que les impulsions dé- livrées par les détecteurs représentent toutes un même quantum d'énergie en valeur absolue. Compteur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour diviser par deux la fréquence des impulsions délivrées par les détecteurs monophasés qui détectent les énergies formant les com- posantes de l'énergie active recherchée. 6 Compteur selon l'une quelconque des revendi- cations 1 à 5, caractérisé en ce que chaque détecteur d'énergie monophasé comporte une sortie positive et une sortie négative, les impulsions délivrées par ce détec- teur étant des impulsions d'énergie positive ou négative. apparaissant sur sa sortie positive ou sur sa sortie négative selon le sens du transfert d'énergie sur le réseau. 7 Compteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens: de cumul comportent: un registre de tendance d'énergie active commandé par les impulsions d'énergie active délivrées par les détecteurs monophasés qui détectent les énergies formant les composantes de l'énergie active recherchée, ce registre de tendance évoluant entre un état extrême négatif et un état extrême positif dans un sens en ré- ponse à des impulsions d'énergie positive et dans le sens inverse en réponse à des impulsions d'énergie né- gative, ledit registre de tendance pouvant prendre au moins un état intermédiaire entre ses états extrêmes, un registre de cumul d'énergie active posi- tive dont le contenu est incrémenté en réponse à chaque impulsion d'énergie active positive lorsque le registre de tendance d'énergie active est dans son état extrême positif, un registre de cumul d'énergie active néga- tive dont le contenu est incrémenté en réponse à chaque impulsion d'énergie active négative lorsque le registre de tendance d'énergie active est dans son état extrême négatif, un registre de tendance d'énergie réactive commandé par les impulsions dl énergie réactive délivrées par les détecteurs monophasés qui détectent les énergies formant les composantes de l'énergie réactive recherchée, ce registre de tendance d'énergie réactive évoluant en- tre un état extrême négatif et un état extrême positif dans un sens en réponse à des impulsions d'énergie po- sitive et dans le sens inverse en réponse à des impul- sions d'énergie négative, ledit registre de tendance d'énergie réactive pouvant prendre au moins un état in- termédiaire entre ses états extrêmes, un registre de cumul d O énergie réactive po- sitive dont le contenu est incrémenté en réponse à cha- que impulsion d'énergie réactive positive lorsque le registre de tendance d'énergie réactive est dans son état extrême positif, et un registre de cumul d'énergie réactive née gative dont le contenu est incrémenté en réponse à cha- que impulsion d'énergie réactive négative lorsque le registre de tendance d'énergie réactive est dans son état extrême négatif. 8 Compteur selon la revendication 7, caractéri- sé en ce que chaque registre de tendance pe"t prendre une pluralité d'états intermédiaires entre ses états extrêmes. 9 Compteur selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 8, caractérisé en ce que chaque détecteur d'é- nergie comporte un circuit multiplicateur recevant les signaux appliqués à la première et à la seconde entrée du détecteur et produisant une tension représentative du produit de ces signaux, un circuit convertisseur tension-fréquence délivrant des impulsions élémentaires. à une fréquence proportionnelle à la tension produite par le circuit multiplicateur, un compteur-décompteur qui reçoit lesdites impulsions élémentaires, des moyens pour commander le fonctionnement du compteurdécompteur dans le sens du comptage ou du décomptage selon le sens du transfert d'énergie sur le réseau et un circuit de décodage qui commande l'émission d'une impulsion d'éner- gie positive et le repositionnement du compteur-décompteur à une valeur initiale lorsque le contenu du compteur- décompteur atteint une première valeur prédéterminée et qui commande l'émission d'une impulsion d'énergie néga- tive et le repositionnement du compteur-décompteur à ladite valeur initiale lorsque le contenu du compteur - décompteur atteint une seconde valeur prédéterminée. Compteur selon la revendication 9, caractéri- sé en ce que lesdits moyens de commande du fonctionne- ment du compteur-décompteur comportent un générateur d'impulsions d'inversion de fréquence fixe pour comman- der le fonctionnement du compteur-décompteur dans le sens du comptage et dans le sens du décomptage alterna- tivement pendant des périodes de même durée, et en ce que des moyens de déphasage commandés par les impulsions d'inversion sont prévus pour inverser, au rythme des- dites impulsions d'inversion, la phase de l'un des si- gnaux reçus par le circuit multiplicateur.