Brevet FR2530090A1 — publié le 19840113

La présente invention concerne un automate de commande d'interrupteurs d'enclenhement et de déclenchement de gradins de condensateurs destinés a' compenser la puissance réactive consommée par des abonnés d'un réseau relié à un poste de distribution d'électricité sous moyenne ou haute tension, comprenant des premiers moyens d'affichage des grandeurs caractéristiques du réseau à compenser, une première mémoire de stockage des caractéristiques du réseau, des moyens de calcul de la puissance réactive, à ltentrée du réseau, des moyens d'intégration de cette puissance réactive, une deuxième mémoire de stockage de la puissance réactive intégrée, des moyens de calcul des seuils d'enclenchement et de déclenchement des condensateurs pour les comparer à la puissance réactive intégrée et commander les interrupteurs, une troisième mémoire de stockage et des seconds moyens d'affichage du contenu de la troisième mémoire. On utilise depuis longtemps des gradins de condensateurs pour compenser la puissance réactive consommée par les abonnés d'un réseau d'lectricité branchu aux bornes d'un poste de distribution d'électricité sous moyenne ou haute tension. Ces gradins sont enclenchés et déclenchés par des interrupteurs actionnés en fonction des caractéristiques du réseau et de l'évolution de la consommation dtélectricité fournie par le poste, évolution et caractéristiques qui déterminent la valeur des seuils dssenclen- chement et de déclenchement des gradins. En outre, ces seuils doivent également être modifiés en fonction du vieillissement des condensateurs. Une solution automatique pour la commande de ces gradins de condensateurs consiste à utiliser un automate, dont les entrées sont raccordées à des capteurs de mesure permettant, après traitement des grandeurs instantanées ainsi mesurées, de calculer, par des moyens appropriés, les puissances réactives des condensateurs et les puissances active et réactive à l'entrée du réseau à compenser en énergie réactive. Les signaux représentatifs des dernières grandeurs calculées sont ensuite traités par les moyens de calcul en fonction de paramètres d'entrée affichés sur l'automate. Les moyens de calcul calculent les seuils d'enclenchement et de déclenchement, auxquels sont comparées les données préalablement traitées, et commandent, par l'intermédiaire d'amplificateurs, les interrupteurs de mise en circuit de. gradins de condensateurs. Afin que les manoeuvres ne soient pas trop fréquentes, la puissance réactive mesurée à l'en- trée du réseau est intégrée sur une période relativement longue, avant d'être comparée aux seuils d'enclenchement et de déclenchement des gradins. Les paramètres d'entrée auxquels il est fait allusion plus haut sont on fait les caractéristiques du réseau à compenser qu'on affiche sur l'automate pour l'adapter au réseau en question. Cet affichage peut s'effectuer par des commutateurs, en 1'espèce, des roues codeuses. I1 faut encore noter que la valeur de tg r rapport entre la puissance réactive et la puissance active consommées, est une donnée importante et qu'elle peut donc store visualisée sur l'automate. Un tel automate, pour des raisons industrielles, notamment de coût et d'encombrement, ne peut pas contenir de dispositif séparé de test ou de contrôle de son propre fonctionnement. Par ailleurs, la vérification du bon fonctionnement de l'automate n'est pas facile, à cause de la constante de temps des organes de commande choisie délibérément longue. Enfin, les ordres de commande en provenance de l'automate à un instant donné, ne correspondent pas à la valeur de tgS affichée à cet instant, toujours à cause de cette constante de temps, si bien qutil n'est pas possible de s'y fier, ce qui aurait sinon été intéressant pour juger du fonctionnement correct de l'automate. La présente invention vise donc à proposer un automate qui soit agencé pour effectuer le contrôle de son propre fonctionnement de manière particulièrement simple. A cet effet, la présente invention concerne un automate de commande d'interrupteurs d'enclenchement et de déclenchement de gradins de condensateurs destiné à compenser la puissance réactive consommée par des abonnés d'un réseau relié à un poste de distribution d'électricité sous moyenne ou haute tension, comprenant des premiers moyens d'affichage des grandeurs caractérlstiques du réseau à compenser, une première m-émoire de Stockage des caractéristiques du réseau, des moyens de calcul de la puissance réactive à l'entrée du réseau, des moyens d'intégration de cette puissance réactive, une deuxième mémoire de stockage de la puissance réactive intégrée, des moyens de calcul des seuils d'enclenchement et de déclenchement des condensateurs pour les comparer à la puissance réactive intégrée et commander les. interrupteurs, une troisième mémoire de stockage et des seconds moyens d'affichage du contenu de la troisième mémoire, automate caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une quatrième mémoire, des moyens pour comparer les contenus des première et quatrième mémoires, et un interrupteur pour transférer le contenu de la première mémoire dans la quatrième mémoire ainsi que le contenu de-la deuxième mémoire dans la troisième mémoire des seconds moyens d'affichage. Gracie à l'invention, il suffit donc de fermer l'interrupteur pour transférer la valeur de la puissance réactive intégrée de la deuxième- mémoire dans la troisième mémoire des seconds moyens d'affichage, comparer les contenus des première et quatrième mémoires, et pouvoir ainsi visualiser les variations de la puissance réactive intégrée, ce qui permet d'appréhender correctement la qualité du fonctionnement de l'automate, sans pour autant, du reste, en altérer le fonctionnement lui-meme. Dans une forme de réalisation préféré de l'automate de l'invention, il est prévu vautres mémoires- pour stocker respectivement les valeurs des seuils d'enclenche ment et de déclenchement des condensateurs, et les premiers moyens d'affichage sont des moyens à position variable, agencés pour, quand l'interrupteur a dté actionné, transférer le contenu de l'une ou l'autre des deuxième et dites autres mémoires dans la troisième mémoire, selon la position des premiers moyens d'affichage. Ainsi, et touJours sans altérer le fonctionnement de 11 automate, on peut visualiser aussi bien la puissance réactive intégrée que les seuils d'enclenchement et de déclenchement, par simple action sur les premiers moyens d'affichage. I1 est avantageux que ces seconds moyens d'affichage soient des roues codeuses. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la des- cription suivante du bloc-diagrnmme fonctionnel, représenté sur la figure unique annexée, de la forme de réalisation préférée de l'automate de l'invention. L'automate, dont le bloc-diagramme fonctionnel est représenté sur la figure, est destiné à piloter, par l'in- termédiaire dtinterrupteurs, la misé en service de condensateurs disposés en gradin#, pour compenser la puissance réactive consommée par les abonnés d'un réseau électrique relié à un poste de distribution sous moyenne ou haute tension. Il est raccordé à des capteurs de mesure, en l'occurrence des transformateurs de mesure de tensions et de courants permettant de mesurer des paramètres caractéristiques du poste de distribution, à savoir les courants parcourant le réseau d'alimentation principale et le réseau d'alimentation de secours du poste de distribution, ainsi que les courants parcourant les différents gradins de condensateurs. L'automate possède des moyens de calcul, au demeurant classiques, permettant, à partir des valeurs instantanées fournies par les capteurs, de calculer les puissances réactives des condensateurs et les puissances active et réactive du réseau à compenser. I1 possède des moyens, également classiques, pour intégrer sur une période relativement lon gue, par exemple dix minutes, la puissance réactive consommée par le réseau à compenser. Les moyens de calcul calculent les seuils d'enclenchement et de déclenchement des gradins de condensateurs, auxquels est comparée la puissance réactive intégrée avant que ne soient éventuellement actionnés, par l'intermédiaire d'amplificateurs, les interrupteurs des gradins de condensateurs. Sur la face avant de l'automate, sont disposées quatre roues codeuses C1-C4, mais il aurait pu y en avoir un nombre différent, permettant d'introduire dans les moyens de calcul les caractéristiques du réseau à compenser, comme par exemple celles des transformateurs de puissance, et constituant un premier ensemble de moyens d'affichage. Un deuxième moyen d'affichage est encore prévu sur la face avant de l'automate, sous forme d'un afficheur A permettant de visualiser certaines grandeurs contenues dans une mémoire M3 associée à cet afficheur, et dont il sera question ci-après. Tel que décrit jusqu'ici, l'automate ne comporte que des éléments ou composants parfaitement connus de lthomme de métier. Dans la forme de réalisation préférée et ici décrite, les moyens de calcul comprennent ainsi un microprocesseur du commerce. L'automate comporte également un interrupteur S, dont l'état (ouvert ou fermé) est scruté cycliquement par le microprocesseur, avec en l'occurrence, un cycle de 0,1 s. Si ltinterrupteur S est ouvertS le fonctionnement de l'automate est le suivant. Le microprocesseur scrute cycliquement, avec un cycle de 0,1 s, les positions des quatre commutateurs qui sont les roues codeuses C1-C4 et ces positions, sous forme d'une combinaison, sont stockées dans une première mémoire M1. Les entrées de mesure de 1, automate, reliées respectivement aux capteurs, sont également scrutées par le -micro- processeur et les valeurs des grandeurs ainsi scrutées sont stockées dans une deuxième mémoire M2. La puissance réactive intégrée consommée par le réseau et déterminée par le microprocesseur est stockée dans une troisième mémoire M3, tout comme le rapport tg ventre la puissance réactive et la puissance active consommées par le réseau est stocké dans une quatrième mémoire M4. A chaque cycle, après scrutation des roues codeuses, et avant scrutation des capteurs, tg 'f calculée au cycle précédent est transférée de la mémoire M4 dans une cinquième mémoire, la mémoire M5 qui est la mémoire associée à l'afficheur A dont il a été question plus haut, et est visualisée sur l'afficheur A. Les grandeurs stockées dans les mémoires M1 et M2 sont traitées en T par le microprocesseur qui en tire les seuils d'enclenchement et de déclenchement des gradins de condensateurs qui sont stockés respectivement dans une sixième mémoire, M6 et une septième mémoire M7. Le contenu de la mémoire M3 (puissance réactive intégrée) est camparé à celui des mémoires M6 cet M7 pour commander en C les sorties de l'automate reliées aux interrupteurs des gradins de condensateurs. La valeur de tg t du cycle considéré est introduite dans la mémoire M4, et le cycle recommence. I1 est illustré sur la partie gauche de la figure. Tel est le fonctionnement de l'automate quand l'interrupteur S dont il est pourvu est ouvert. Si l'interrupteur S est fermé, le fonctionnement de l'automate est différent. Le microprocesseur scrute toujours les positions des quatre roues codeuses C -C mais elles sont stockées dans une nouvelle et huitième mémoire M8. Le contenu"actuel"de cette mémoire M8 est comparé au contenu "passé" de la mémoire N1, c'est-à-dire aux données qui avaient été introduites dans la mémoire M1 au cycle précédent. Si les contenus des mémoires M1 et M8 sont identiques, le contenu de la mémoire M3 (puissance réactive intégrée) est transféré de cette mémoire M3 dans la mémoire M5. Le cycle reprend alors juste avant l'affichage sur l'afficheur A du contenu de la mémoire M5 et se déroule comme précédemment. Dans ce cas, on obtient un affichage de la puissance réactive intégrée, avec ses variations, sans altérer le fonctionnement de l'automate. Si les contenus des mémoires M1 et M8 sont différents, on place la première roue C1 dans une position déterminée p. Alors, et selon la position de la deuxième roue C2 quI on fait varier à volonté, on transfert dans la mémoire M3 le contenu de l'une ou l'autre des mémoires M3, M6 et M7. Le cycle reprend encore juste avant l'affichage sur l'afficheur A du contenu de la mémoire M3 et se déroule comme précédemment. Dans ce cas, on obtient donc l'affichage, soit de la puissance réactive intégrée) soit des différents seuils de mise en et hors circuit des condensateurs, par simple action sur la deuxième roue codeuse C2, sans altérer le fonctionnement de l'automate. TouJours si les contenus des mémoires M1 et M8 sont différents, on peut encore placer la première roue codeuse C1 dans une position autre que la position P1 et une autre position déterminée P2 qui sera évoquée ciaprès. Alors, et selon la position de C2 qu'on fait varier à volonté, on transfert dans la mémoire M5 l'un ou l'autre des paramètres contenus dans la mémoire M2 (capteurs) juste avant que ne soit affiché le contenu de la mémoire Mg et que le cycle ne continue sans altération de se dérouler comme précédemment, pour obtenir-l'affichage des grandeurs de la mémoire M2 , permettant par exemple l'étalonnage de l'automate par comparaison avec un appareil étalon. Si les contenus des mémoires Ml et M8 sont différents 9 on peut enfin placer la première roue codeuse C1 dans la position déterminée P2. Dans ce cas, les contenus de toutes les mémoires de l'automate sont successivement transférés dans la mémoire M3 pour être affichés sur l'afficheur A. Selon la position de la deuxième roue codeuse C2 qu'on peut faire varier à volonté dans un sens ou dans l'autre, on obtient l'affichage du contenu de la mémoire correspondant à la position de la roue. On notera qu'on peut donc faire progresser l'adressage des mémoires dans un sens ou dans l'autre. Lorsque la roue C1 est sur la position P2, le cycle normal de l'automate est arreté par inhibition de ses fonctions, et on peut donc vérifier toutes les grandeurs stockées en mémoires pour contriSler la bonne réalisation du traitement des données par l'automateO D'une autre façon, l'interrupteur peut etre disposé dans un bottier qu'il suffit de raccorder a l'automate par une prise spéciale. On a décrit jusqu'ici le fonctionnement dsun automate de pilotage de gradins de condensateurs pour la compensation de la puissance réactive consommée par les abonnés d'un poste de distribution d'électricité. Il est clair que l'invention s'applique à tout autre automate de pilotage. En l'occurrence, l'invention concerne plus généralement un automate de pilotage dune unité de production, de transformation ou tout autre unité industrielle, comprenant des premiers moyens d'affichage des caractéristiques de l'unité à piloter, une premiere mémoire de stockage des caractéristiques de l'unité, des moyens de calcul d'un paramètre à contrôler, des moyens d'intégration de ce paramètre, une deuxième mémoire de stockage de ce paramètre intégré, des moyens de calcul des seuils de pilotage pour -les comparer au paramètre intégré et commander l'unité, une troisième mémoire de stockage -et des seconds moyens d'affichage du contenu de la troisième mémoire, automate caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une quatrième mémoire, des moyens pour comparer les contenus des première et quatrième mémoires, et un interrupteur pour transférer le contenu de la première mémoire dans la quatrième mémoire ainsi que le contenu de la deuxième mémoire dans la troisième mémoire des seconds moyens d'affichage. REVENDICATIONS 1 - Automate de commande d'interrupteurs d'enclenchement et de déclenchement de gradins 'de condensateurs destinés à compenser la puissance réactive consommée par des abonnes dtun réseau relié à un poste de distribution d'électricité sous moyenne ou haute tension5 comprenant des premiers moyens (C1-C4) d'affichage des grandeurs caractéristiques du réseau à compenser, une première mémoire (M1) de stockage des caractéristiques du réseau, des moyens de calcul de la puissance réactive à l'entrée du réseau, des moyens d'intégration de cette puissance réactive, une deuxième mémoire (M3) de stockage de la puissance réactive intégrée, des moyens de calcul des seuils d'enclenchement et de déclenchement des condensateurs pour les comparer à la puissance réactive intégrée et commander les interrupteurs, une troisième mémoire de stockage (M5) et des seconds moyens (A) dtaffichage du contenu de la troisième mémoire (M5), automate caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une quatrième mémoire (M8), des moyens pour comparer les contenus des première (M1) et quatrième (M8) mémoires, et un interrupteur (S) pour transférer le contenu de la première mémoire (M1) dans la quatrième mémoire (M8) ainsi que le contenu de la deuxième mémoire (M3) dans la troisième mémoire (M5) des seconds moyens d'affichage. 2 - Automate selon la revendication 1, dans lequel il est prévu d'autres mémoires (M6, M7) pour stocker respectivement les valeurs des seuils d'enclenchement et de déclenchement des condensateurs, et les premiers moyens d'affichage (C1-C4) sont des moyens à position variable, agencés pour, quand l'interrupteur (S) a été actionné, transférer le contenu de l'une ou 1'autre des deuxième (M3) et dites autres (M6, M7) mémoires dans la troisième mémoire (M5) selon la position des premiers moyens d'affichage. 3 - Automate selon la revendication 2, dans lequel il est prévu encore une autre mémoire (M2) pour stocker des grandeurs caractéristiques du poste de distribution, et automate est agencé pour transférer le contenu de cette mémoire (M2) dans la troisième mémoire (M3) selon la position des premiers moyens d'affichage 4 - Automate selon l'une des revendications 2 et 3, dans lequel les premiers moyens d'affichage sont agencés pour pouvoir inhiber les fonctions de 1'automate et transférer successivement les contenus des mémoires dans la troisième mémoire (M3), selon la position des premiers moyens d'affichage. 5 - Automate selon lune des revendications 1 à 4, dans lequel les premiers moyens d'affichage comprennent des roues codeuses (C1-C4). 6 - Automate selon la revendication 5, dans lequel le contenu de l'une ou l'autre des mémoires (M3, M6, M7) peut être transféré dans la mémoire(M )si une première roue 3 codeuse C1 est dans une première position déterminée (PI). 7 - Automate selon la revendication 6, dans lequel les contenus des mémoires peuvent être successivement transférés dans la mémoire(M5)si la première roue codeuse C1 est dans une deuxième position déterminée(P ). 2 8 - Automate selon la revendication 7, dans lequel le contenu de la mémoire (M2) peut être transféré dans la mémoire (M5) si la première roue codeuse (C1) est dans une position différente des positions déterminées (P1 P2). 9 - Automate selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel, la fermeture de l'interrupteur (S) permet la comparaison entre le contenu actuel de la mémoire (M8) et le contenu passé de la mémoire (M1). 10 - Automate de pilotage d'une unité de production, de transformation ou tout autre unité industrielle, comprenant des premiers moyens d'affichage des caractéristiques de l'unité à piloter, une première mémoire de stockage des caractéristiques de l'unité, des moyens de calcul d'un paramètre à contrôler, des moyens d'intégration de ce paramètre, une deuxième mémoire de stockage de ce paramètre intégré, des moyens de calcul des seuils de pilotage pour les comparer au paramètre intégré et commander l'unité, une troisième mémoire de stockage et des seconds moyens d'affichage du contenu de la troisième mémoire, automate caractérisé par le fait qu'il comprend en outre une quatrième mémoire, des moyens pour comparer les contenus des première et quatrième mémoires, et un interrupteur pour transférer le contenu de la première mémoire dans la quatrième mémoire ainsi que le contenu de la deuxième mémoire dans la troisième mémoire des seconds moyens d'affichage.