Brevet FR2556145A1 — publié le 19850607

La présente invention concerne le domaine des installations électriques et a pour objet un dispositif de délestage sélectif d'une installation de distribution d'énergie électrique. L'invention a également pour objet un procédé mis en oeuvre par ce dispositif. Les installations de distribution d'énergie électrique comportant généralement des circuits pouvant être classés dans deux grands groupes, à savoir un groupe constitué par les circuits dits prioritaires, et un autre formé par les circuits dits non prioritaires. Les circuits du premier groupe sont des circuits qui ne peuvent être coupés sans altérer le fonctionnement correct des appareils, qui y sont raccordés, et dont la durée d'utilisation est généralement courte. Ces appareils sont des appareils domestiques usuels, tels que les cuisi nières, les fours, les machines à laver, les dispositifs d'éclairage, les appareils frigorifiques ou de congélation, et les autres appareils électro-ménagers, et représentent une somme de puissances souvent très importante. Ces appareils se caracterisent, en outre, notamment par des usages treks courts entraînant un foisonnement très important de leur usage généralement avec un coefficient inférieur à 0,5. Le second groupe concerne des circuits, qui peuvent être coupés sans que le fonctionnement des appareils1 qui y sont raccordés, soit altéré, le fonctionnement de ces appareils étant, en outre, généralement de longue durée. Ces appareils sont des appareils de chauffage, par exemple de l'installation de chauffage électrique d'une maison d'habitation, ou encore d'autres dispositifs à fonctionnement de longue durée. Si, dans le cas d'une installation comportant des circuits rangeant dans les deux groupes précités, un utilisateur désire souscrire un contrat d'abonnement d'un faible prix de revient avec un fournisseur d'énergie électrique, ledit utilisateur doit s'assurer que tous ses appareils électriques ne soient pas simultanément sous charge pour éviter que le disjoncteur différentiel, qui définit le ou les courants maximum dans chaque phase d'alimentation, ne coupe automatiquement l'ensemble de l'installation. Ce disjoncteur doit donc être précédé en aval d'un appareil de surveillance, qui permet une limitation de l'appel général de puissance de l'installation par délestage d'un ou de plusieurs circuits pour éviter un déclenchement dudit disjoncteur. I1 est donc important, dans tous les cas, de définir avec précision le contrat de puissance, qui doit être d'une valeur au moins égale sinon supérieure à celle du total dés exigences prioritaires. Ainsi, dans le cas d'habitations à chauffage électrique, cette valeur sera avantageusement égale à la puissance des déperditions calorifiques à la température extérieure minimale de référence et à la température intérieure de confort. Les puissances électriques des corps de chauffe installés sont généralement supérieures à celle des déperditions calorifiques de manière à disposer d'un surcroit de puissance pour ramener, par exemple, une température basse d'un local rapidement à la température de confort. Les autres circuits électriques, notamment ceux d'alimentation des appareils ménagers représentent, pour leur part, une somme de puissances supérieure à celle définie pour le chauffage, de sorte que l'utilisateur doit nécessairement s'équiper d'un appareil de délestage, de manière à contrôler les appels instantanés de puissance en coupant un ou plusieurs circuits non prioritaires. Les appareils existants de ce type peuvent être rangés en trois familles, à savoir celle des appareils dits divisionnaires, celle des appareils totalisateurs, et celle des appareils à composants électroniques utilisant une action proportionnelle ou de dépassement sur un certain nombre de circuits secondaires. Les appareils du premier type comportent un circuit primaire contrôlant en permanence l'intensité le traversant et qui est destiné à l'usage d'un ou de plusieurs circuits. A chaque dépassement de la valeur maximale d'intensité pré-établie, le dispositif déclenche l'ouverture du circuit secondaire de l'appareil afin d'éviter un trop grand appel de puissance, que ce circuit soit consommateur ou non. Le réarmement du circuit secondaire est effectué à chaque fois que la valeur de l'intensité dans le circuit primaire est inférieure à la valeur nominale de délestage, qui est multipliée par un coefficient compris entre 0,3 et 0,6.Une telle disposition interdit une successiNonde plusieurs cycles délestage-relestage, qui aurait pour effet de produire du bruit et une génération de parasites sur le réseau électrique, dit effet Flickers, du fait de la constitution des appareils avec des composants électromécaniques. Les appareils totalisateurs présentent un circuit primaire analysant la totalité des usages électriques de l'installation, et à chaque fois que l'intensité totale dépasse la valeur maximale pré-établie, l'ouverture d'un ou de plusieurs circuits secondaires de l'appareil est déclenchée, ces circuits étant ou non consommateurs d'électricité. Ce délestage est effectué pour un temps limité de l'ordre de 8 à 10 minutes, et lorsque la base de temps est écoulée, les circuits sont réarmés ou relestés et une nouvelle mesure est réalisée, le cycle étant répété en cas de surintensité jusqu'à disparition de cette dernière. Cependant, si les appareils de ce type permettent de supprimer la gêne due au bruit de l'appareillage, ils présentent l'inconvénient de tenir compte des surintensités cycliques de quelques secondes pour couper une alimentation pendant une trop grande durée et engendrer ainsi un certain inconfort. La dernière famille d'appareils citée ne coupe que le nombre nécessaire et suffisant de circuits en cas de surintensité afin de faire redescendre la valeur de l'intensité en dessous du seuil nominal pré-établi. Une baisse d'intensité devra donc être significative pour per.-nettre le relestage d'un circuit. Ce relestage ne peut donc s'effectuer qu'en dehors de deux seuils prédéterminés, de sorte qu'une jouissance totale de la puissance définie par le disjoncteur de tarification n'est pas possible. En outre, aucun des appareils connus ne permet d'établir un ordre de délestage des circuits secondaires qui puisse être modifié en fonction de critere d'utilisation. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients. Elle a, en effet, pour objet un dispositif de délestage sélectif d'une installation de distribution d'énergie électrique caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par une unité centrale de traitement, à laquelle sont reliés, par l'intermédiaire d'un nombre correspondant de convertisseurs, un ou plusieurs détecteurs, dont le nombre est défini par le nombre de phases branchées, par un sélecteur de valeur de l'intensité de chaque phase relié à l'unité centrale de traitement, par un clavier de sélection commandant les ordres prioritaires de délestage et le mode opératoire, et relié à l'unité centrale, par un ensemble d'interfaces transmettant les ordres issus de l'unité centrale à-des circuits de puissance, et par une alimentation autonome. L'invention a également pour objet un procédé de délestage sélectif d'une installation de distribution d'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter pour chaque phase l'intensité du courant la traversant et à comparer sa valeur dans une unité centrale de traitement à une valeur maximale admissible choisie au moyen d'un sélecteur, à délester un ou plusieurs circuits secondaires au moyen d'un ensemble d'interfaces et de circuits de puissance en fonction d'ordres prioritaires et d'exigences tarifaires définies au moyen d'un clavier de sélection, en cas de dépassement de l'intensité maximale admissible, et à remettre ces circuits sous tension en fonction de l'intensité disponible. L'invention sera mieux comprise grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisa -tion préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence au dessin schématique annexé, dont la figure unique est un schéma synoptique du dispositif conforme à l'invention. Le dispositif de délestage sélectif d'une installation de distribution d'énergie électrique selon l'invention est constitué par une unité centrale de traitement 1, à laquelle sont reliés, au moyen de convertisseurs 2, des détecteurs 3 affectés chacun à une phase 8. A cette unité centrale 1 est, en outre, relié un sélecteur 4 de valeur de l'intensité de chaque phase 8, et un clavier de sélection 5, qui commande les ordres prioritaires de délestage et le mode opératoire, et qui est relié à l'unité centrale 1. Un ensemble d'interfaces 6 transmet les ordres issus de l'unité 1 à des circuits de puissance 611 , ... 61 , et les différents organes du dispositif 61î n sont alimentés en courant électrique par une alimentation autonome 7 branché entre un fil de phase 8 et le fil neutre N. Dans le dessin annexé sont représentés trois fils de phase 8 et un fil neutre N, chaque fil de phase étant affecté d'un détecteur 3, qui est relié à l'unité centrale de traitement 1 par l'intermédiaire d'un convertisseur 2. Chaque détecteur 3 est traversé par le courant de la phase concernée 8 et délivre une tension, qui est proportionnelle à l'intensité de ladite phase 8 au convertisseur 2 correspondant, qui transforme la valeur analogique de la tension qu'il reçoit en valeur numérique, et cette valeur est transmise à l'unité centrale de traitement I. La valeur de l'intensité maximale admissible pour chaque phase 8, en fonction de l'installation qui y est raccordée, est choisie au moyen du sélecteur 4 et est transmise à l'unité centrale 1. Les priorités de délestage sont sélectionnées au moyen du clavier 5, qui est avantageusement un clavier hexadécimal, ce clavier 5 permettant également de sélectionner le mode opératoire du dispositif, à savoir, en alimentation triphasée, monophasée, ou autre, ainsi qu'en fonction des exigences tarifaires. L'ensemble d'interfaces 6, qui est relié à l'unité centrale de traitement 1, traduit les ordres issus de cette dernière et les transmet aux circuits de puissance 61, .... 61n , qui suivant les informations reçues, n délestent un ou plusieurs circuits ou remettent ces circuits sous tension en fonction de l'intensité disponible. Le fonctionnement du dispositif conforme à l'invention est décrit ci-après à propos d'une installation monophasée, c'est-à-dire dans laquelle seuls un fil de phase 8 et le fil neutre N sont pris en compte. Bien entendu, par actionnement du clavier 5, il est possible de tenir également compte de deux autres analyses d'intensité, dans le cas d'une installation triphasée. Le choix de l'intensité maximale admissible dans la phase 8, correspondant à un régime tarifaire souhaité, est affiché sur le sélecteur 4, l'alimentation autonome 7 garantissant la mise sous tension des différents organes du dispositif de délestage. Chaque variation de la valeur de l'intensité dans la phase 8 analysée est transmise par le détecteur 3 au convertisseur 2. Ce dernier est réglé de telle manière qu'une variation numérique à sa sortie, ou pas, corresponde en moyenne à une variation analogique d'environ un ampère. I1 est ainsi possible de ne pas tenir compte des petites fluctuations de tension du réseau de distribution électrique, qui sont quasi-permanentes. A chaque dépassement de la valeur nominale sélectionnée au moyen du sélecteur 4, l'unité de traitement 1 détermine, en fonction des données délivrées par le clavier 5, le ou les circuits devant être délestés à travers l'ensemble d'interfaces 6 au moyen des circuits de puissance 611 , ... 61n . Le détecteur 3 transmet ensuite une nouvelle valeur au convertisseur 2 et à l'unité centrale de traitement 1 si une variation d'intensité suffisante est relevée pour changer le code numérique du convertisseur 2.Si aucune variation n'est enregistrée, cela signifie que le circuit délesté n'était pas consommateur ou que sa consommation n'était pas représentative, et l'unité centrale de traitement 1 envoie alors une nouvelle impulsion de délestage à l'ensemble d'interfaces 6, qui commande le délestage d'un deuxième circuit au moyen d'un circuit de puissance 611 , ... 61 , suivant l'ordre établi par le 61î n clavier 5. Dans le cas où la nouvelle valeur relevée par le détecteur 3 est inférieure à celle précédemment relevée, sans toutefois être inférieure à la valeur nominale affichée par le sélecteur 4, le délestage est poursuivi par l'unité 1 jusqu'à obtention d'une valeur inférieure à ladite valeur nominale, tout en respectant l'ordre de priorité donné par le clavier 5. Si, par contre, la nouvelle valeur est inférieure à la valeur précédemment relevée et à la valeur nominale précitée, la procédure de délestage est interrompue par l'unité 1. En cas de nouvelle croissance de la valeur de l'intensité de la phase 8 au-dessus de la valeur nominale -affichée, l'opération de délestage est requise alors qu'une diminution de cette valeur d'une nouvelle grandeur numérique d'un pas a pour effet de provoquer une remise sous tension d'un ou de plusieurs circuits en tenant compte des priorités ou des modifications de celles-ci ayant pu intervenir entre-temps. Cette remise sous tension peut s'effectuer pour tous les circuits à condition que la ou les nouvelles valeurs relevéés par le détecteur 3 ne dépassent pas celle affichée par le sélecteur 4, de sorte que le cycle est terminé.Si, par contre, cette valeur nominale est dépassée avant la fin du cycle, l'unité de traitement 1 réagit immédiatement pour délester à nouveau le dernier circuit ayant provoqué ce dépassement afin de stabiliser l'ensemble à une valeur acceptable. L'invention est particulièrement intéressante dans le cas de circuits de chauffage électrique à corps de chauffe munis d'un thermostat électronique à plot programme. Un tel thermostat comporte, entre autres, un circuit électronique, qui génère une base de temps définissant le temps d'alimentation du corps de chauffe pour atteindre ou maintenir la température souhaitée en fonction d'un pont de résistances, dont l'une est à coefficient négatif de température. Un tel plot programme permet plusieurs allures de consigne, l'une de ces allures correspondant à une coupure absolue de l'alimentation, comme dans le cas d'un délestage.En régime permanent, un corps de chauffe équipé d'un tel thermostat est alimenté pendant environ 10 % à 15 % de la durée de la base de temps, qui est généralement comprise entre 45 et 75 secondes, de sorte qu'un ensemble de tels corps de chauffe peut être branché successivement, suivant une synchronisation pré-établie, lorsque la puissance maximale instantanée est franchie. Grâce à l'invention, il est possible de gérer les consommations d'énergie électrique au mieux des intérêts de l'usager, en garantissant toujours une utilisation optimale pour une condition tarifaire donnée. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté au dessin annexé. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments, ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention. -REVENDICATIONS 1. Dispositif de délestage sélectif d'une installation de distribution d'énergie électrique1 caractérisé en ce qu'il est essentiellement constitué par une unité centrale de traitement (1), à laquelle sont reliés, par l'intermédiaire d'un nombre correspondant de convertisseurs (2), un ou plusieurs détecteurs (3), dont le nombre est défini par le nombre de phases branchées (8), par un sélecteur (4) de valeur de l'intensité de chaque phase (8) relié à l'unité centrale de traitement (1), par un clavier de sélection (5) commandant les ordres prioritaires de délestage et le mode opératoire, et relié à l'unité centrale (1) par un ensemble d'interfaces (6) transmettant les ordres issus de l'unité centrale (1) à des circuits de puissance (611 , ... 61n), et par une alimentation autonome (7) 2.Dispositif, suivant la revendication 1, caractérisé en ce que chaque détecteur (3) est traversé par le courant de la phase concernée (8) et délivre une tension, qui est proportionnelle à l'intensité de ladite phase (8) au convertisseur (2) correspondant, qui transforme la valeur analogique de la tension qu'il reçoit en valeur numérique, et cette valeur est transmise à l'unité centrale de traitement (1). 3. Dispositif, suivant la revendication 1, carac térisé en ce que les priorités de délestage sont sélectionnées au moyen du clavier (5), qui est avantageusement un clavier hexadécimal, ce clavier (5) permettant également de sélectionner le mode opératoire du dispositif, à savoir, en alimentation triphasée, monophasée, ou autre, ainsi qu'en fonction des exigences tarifaires. 4. Procédé de délestage sélectif d'une installation de distribution d'énergie électrique, mis en oeuvre par un dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à détecter pour chaque phase (8) l'intensité du courant la traversant et à comparer sa valeur dans une unité centrale de traitement (1) à une valeur maximale admissible choisie au moyen d'un sélecteur (4), à délester un ou plusieurs circuits secondaires au moyen d'un ensemble d'interfaces (6) et de circuits de puissance 61n > en fonction d'ordres prioritaires et d'exigences tarifaires définies au moyen d'un clavier de sélection (5), en cas de dépassement de l'intensité maximale admissible, et à remettre ces circuits sous tension en fonction de l'intensité disponible. 5. Dispositif mis en oeuvre par le procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce qu'il consiste en un thermostat électronique à plot programme utilisable dans le cas de circuits de chauffage électrique à corps de chauffe, ce thermostat comportant un circuit électronique générant une base de temps qui définit le temps d'alimentation du corps de chauffe pour atteindre ou maintenir la température souhaitée en fonction d'un pont de résistances, dont l'une est à coefficient négatif de température, le plot programme permettant plusieurs allures de consigne, l'une de ces allures correspondant à une coupure absolue de l'alimentation comme dans le cas d'un délestage, un corps de chauffe équipé d'un tel thermostat étant alimenté, en régime permanent, pendant environ 10 à 15 % de la durée de la base de temps, qui est généralement comprise entre 45 et 75 secondes, de sorte qu'un ensemble de tels corps de chauffe peut être branché successivement, suivant une synchronisation pré-établie, lorsque la puissance maximale instantanée est franchie.