Brevet FR2564206A1 — publié le 19851115

-1- Dispositif pour élaborer un signal indicatif d'un défaut survenant dans un circuit électrique branché sur le réseau. La présente invention concerne un dispositif pour élaborer un signal indicatif d'un défaut survenant dans un circuit électrique bran- ché sur le réseau. En particulier, l'invention s'applique pour la protection de dis- positifs de compensation de puissance réactive branchés sur le réseau et comportant des bobines d'inductance alimentées à travers des interrup- teurs statiques à thyristors. Un dispositif connu comprend deux transformateurs d'intensité situés respectivement aux extrémités du circuit à protéger. la tension secondaire de ces transformateurs d'intensité est respectivement envoyée sur deux entrées d'un relais différentiel. Un signal, en sortie de ce relais indique un défaut situé entre les deux transformateurs d'intensité, entre le circuit et la terre, dont le courant est proportionnel à ce signal. Un tel dispositif ne permet pas la détection de défauts à l'inté- rieur du circuit lui-même tel qu'un court-circuit entre spires de la bobine d'inductance ou un fonctionnement anormal dû à l'amorçage invo- lontaire ou au non amorçage des thyristors de l'interrupteur statique alimentant la bobine d'inductance. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients et a pour objet un dispositif pour élaborer un signal indicatif d'un défaut survenant dans un circuit électrique branché sur le réseau et comportant en série au moins une bobine d'inductance et un interrupteur statique bidirectionnel à thyristors commandés par des impulsions È, l'impédance capacitive et l'impédance résistive dudit circuit étant négligeables visà-vis de son impédance inductive L, dispositif comportant un relais différentiel recevant en entrée un premier signal et un second signal et fournissant en sortie un signal de défaut en cas d'inégalité des deux dits signaux, le premier signal étant un signal image du courant dudit circuit provenant du secondaire d'un transformateur d'intensité monté dans ledit circuit, caractérisé en ce que ledit second signal est un signal image du courant dudit circuit, réalisé par un circuit d'élabo- ua saaqouejq la a7u'eTJl ua eaauom ú qa z '[ aqoueaq SToaq luelaodmoo SE 9seqdàl uoTlesuadmoo ap jTlTsodsTp un ouop aaquom L aanmj weJ UOTquaAUl8T uo1aS 4n3e a p jap TloTpuT leuuTc unp uoTq oq.elap jTqTsodsTp al 'uoTqesuadmoo ap jçlsodeçTp unp aqoremq aun m anbTTddu 'queJauom emaqos un qsa ú ean2Tj M - *aqoueaq el suep luemnoo np qa aqoueiq aqTpel ap sauzoq 0ú xnm uowsuaq MI ap anbtqdeia uoç4equasaidaz aun qea z zanS2j MI -aqoueaq aTpiel uep s neje p ap TeugTs unp UOTvaw -oqeulap nuuoo jTTsodsTp un 'uoTesuadmoo ap. jTTsodTp np seaqoueq eToI; sap aunt anod 'ueaquom szoseTAqX e sanbTIqes sanaodnaJalut eap sioAeal ev caaquam!TeU 'aoueaonpuTp seauTqoq e aseqdTai uoTsuadmoo 5z ap JTlTcodsTp unp anbTemaqos uoTequaesadaJ aun Isa L aJnTj eMI : TanbaT sMuep,aauue uTseap ne aouaagJaJ ua soade-TO T3WeJ 'UOTJUaUT4T ap UOTqesTTlea ap aTldaxa unp UodTaap uoT auuop queuaquTm eA uo À.anae.ja2guT TnoaTo qTpnp oaez e asTmai ap ae.1ua aun m a tlai oz sea aTios eT- luop IN anbTgoT qTnOUTo un, aiu np a ua map sap nelT e qa aunl- é quamaATloadaeaa aTTaJ queW aTnoseq anbeqo ap b aTaos em la suoToIndeTr eaaTpaT qUeAaoa aTnaseq anbeqo ap S aguaX, 'gS addq np alnoseq apuooas aunp a aoaqua1l e a iTTO treqa JTW2eau TTnas ap jnaeoaqgp np aTiaos el -a SU adL np alnoseq aaTmaad aunp a aeaeual 5L T a9T[a quea9 JTaTsod ITunas ap Jnaqoalp np aTqaoa eT 'ana4ea2quT TnoaTo iTpnp aTqaos e1 ? alitlleaed ua s;Tai JTWegau TTnes ap anaaoaeop un la jT;sod TTnas ap anaoaoeqp un queuaadmoo analaea uT uTnoaTo qTpnp oJagz aTma ap UT unop Ts u, uoTqeloqelgp ITnoiTo un laed ai4nup -a aTOTquaJJTp sTela -Tpne aXoAua e1USTs puooas iTpaT qsa aTaos OL Tl quop ia n aalepuooas uoTeu aITU aa G oalJua ua lueaaoaJ - UTes op L inaela,9uT qTnoalTo un qlaed aunp puaidmoa queanoo 4Tpnp aoemT Tu2uTs np UoTW.oq.eTgp fTnoaTO lTpal 'alaTInOTlaed UOTqlesTIea aun uolaS * TnoaTo iTpnp queanoo np. 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Sur l'une des branches: la branche 1, on a représenté un dispo- sitif connu permettant d'obtenir un signal indicatif d'un défaut entre la branche et la terre. Ce dispositif comporte un premier transformateur d'intensité 13 situé à une extrémité de la branche 1 et un second trans- formateur d'intensité 14 situé à l'autre extrémité de la branche. La tension secondaire issue de chacun de ces transformateurs d'intensité est envoyée vers un relais différentiel 15 qui donne en sortie un signal différentiel Id proportionnel au courant de fuite s'écoulant à la terre. Ce signal peut ensuite être utilisé soit comme signal de commande d'une alarme, soit comme signal de commande d'ouverture d'un disjoncteur de protection. Ainsi qu'on peut le comprendre, un tel dispositif indique une différence d'intensité entre les courants I1 et I2 mesurés respecti- vement par les transformateurs d'intensité 13 et 14 et indique par con- séquent un défaut situé entre ces deux transformateurs, défaut entre la branche 1 et la terre. Par contre, un tel dispositif ne donne aucune indication sur un éventuel défaut dans les éléments eux-mêmes de la branche tel qu'un court-circuit entre spires de la bobine 4 ou un mauvais fonctionnement de l'interrupteur statique par rapport aux ordres d'amor- çage È: soit qu'il y ait amorçage sans impulsion S, soit une absence d'amorçage malgré l'arrivée d'une impulsion. La figure 2 donne une représentation graphique de la tension u aux bornes de la branche 1 et du courant i, en l'absence de défaut, dans la branche. t indique l'angle d'amorçage des thyristors. La variation de cet angle permet de faire varier, selon les besoins de compensation de la ligne, le courant dans la bobine d'inductance. - 4 - La figure 3 représente le dispositif selon l'invention appliqué à la branche 1 de la figure 1. Il peut, bien entendu, être appliqué aux autres branches 2 et 3 comme à tout circuit électrique branché sur le réseau, comportant une bobine d'inductance alimentée par l'intermédiaire d'un interrupteur statique bidirectionnel à thyristors et dont les impé- dances capacitives et résistives sont négligeables par rapport à l'impé- dance L de la bobine. Le dispositif comprend un transformateur d'intensité 30 monté en un point quelconque de la branche 1. La tension secondaire de ce trans- formateur d'intensité est envoyée comme premier signal sur une entrée du relais différentiel 15. Le dispositif comporte en outre un circuit 16 d'élaboration d'un second signal envoyé sur une seconde entrée du relais différentiel 15. Ce second signal, comme le premier, est un signal image du courant i circulant dans la branche 1. Cependant, alors que pour le premier signal, il s'agit d'une image du courant réel circulant dans la branche 1 et fournit par un transformateur d'intensité 30, il s'agit pour ce second signal, d'un signal image du courant théorique, calculé en fonc- tion de la valeur de l'impédance L de la bobine d'inductance 4. Ce circuit comprend un circuit intégrateur 17 de gain G = --rece- vant en entrée l'image u de la tension aux bornes de la branche 1 donnée par un transformateur de potentiel 18. La sortie 19 de cet intégra- teur 17 donne un signal image du courant calculé par intégration de la tension d'alimentation pendant la durée prévue de conduction de l'inter- rupteur statique comportant les thyristors 5 et 6. Pour cela, le circuit intégrateur comprend un circuit d'élaboratiôn d'un signal de remise à zéro du circuit intégrateur. Ce signal est envoyé sur une entrée 20 de remise à zéro du circuit intégrateUr. Le circuit d'élaboration d'un signal de remise à zéro de l'inté- grateur comprend un détecteur de seuil positif 21 et un détecteur de seuil négatif 22 reliés en parallèle sur la sortie 19 et dont les sorties respectives 23 et 24 sont respectivement reliées aux entrées R de bascules 25 et 26 de type RS appelées couramment "Flip-Flop RS". Les détecteurs de seuils positifs et négatifs 21 et 22 sont réglés pour une très faible tension ú respectivement positive et négative. Les sorties Q des bascules 25 et 26 sont reliées aux deux entrées d'une porte logique NI 27 dont la sortie 28 est reliée à l'entrée 20 de remise à zéro de l'intégrateur 17. L'entrée S des bascules 25 et 26 est commandée par les impulsions d'amorçage des thyristors 5 et 6. On obtient ainsi en 19 le second signal envoyé sur le relais différen- tiel 15. Ce signal constitue bien une image du courant calculé dans la branche 1 compte tenu de la valeur de l'impédance L de la bobine 4 et compte tenu du temps prévu, en fonction des impulsions &d'amorçage des thyristors 5 et 6, de conduction de l'interrupteur statique. Le dispositif de remise à zéro de l'intégrateur fonctionne de la façon suivante: en l'absence de courant dans la bobine d'inductance 4, les sorties 9 des bascules 25 et 26 ont la valeur binaire O et donc la sortie 28 de l'élément logique NI 27 à la valeur binaire 1 ce qui main- tient l'intégrateur 17 à zéro Jusqu'à l'arrivée d'une nouvelle impul- sion tequi, appliquée à l'entrée S des bascules 25 et 26 force leur sortie Q à la valeur binaire 1 et donc l'élément NI 27 à la valeur binaire O permettant de nouveau l'intégration de la tension u(t). Afin de provoquer le retour à zéro de la sortie des deux bascules lors de l'annulation du courant dans la bobine 4, les détecteurs de seuils positif et négatif 23 et 24 ne sont pas réglés à zéro mais à une très faible valeur respectivement + E et - E. Lorsque le relais différentiel donne un signal de sortie Id, cela indique une différence entre le courant mesuré et le courant calculé et donc qu'il existe un défaut sur la branche 1. Bien entendu, les transformateurs d'intensité 30 et de poten- tiel 18 sont calculés de telle façon que les deux signaux envoyés à l'entrée du relais différentiel 15 représentent des images, dans le m8me rapport, du courant dans la branche 1. - 6- REVENDICATIONS 1/ Dispositif pour élaborer un signal indicatif d'un défaut survenant dans un circuit électrique (1) branché sur le réseau (UW) et comportant en série au moins une bobine d'inductance (4) et un interrupteur sta- tique bidirectionnel à thyristors (5, 6) commandés par des impul- sions te, l'impédance capacitive et l'impédance résistive dudit circuit étant négligeables vis-à-vis de son impédance inductive L, dispositif comportant un relais différentiel (15) recevant en entrée un premier signal et un second signal et fournissant en sortie un signal de défaut (Id) en cas d'inégalité des deux dits signaux, le premier signal étant un signal image du courant dudit circuit provenant du secondaire d'un transformateur d'intensité (16) monté dans ledit circuit, caracté- risé en ce que ledit second signal est un signal image du courant dudit circuit, réalisé par un circuit (16) d'élaboration dudit signal en fonc- tion de ladite valeur de l'impédance L et recevant en entrée d'une part la tension secondaire u d'un transformateur de potentiel (18) branché aux bornes dudit circuit (1) et d'autre part lesdites impulsions d'amor- çage , les transformateurs de potentiel (30) et d'intensité (18) étant calculés de façon à ce que les deux dits signaux représentent des images, dans le même rapport, du courant dudit circuit. 2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit (16) d'élaboration du signal image dudit courant comprend d'une part Un circuit intégrateur (17) de gain - recevant en entrée ladite L tension secondaire u et dont la sortie (19) est ledit second signal envoyé audit relais différentiel (15) et d'autre part un circuit d'éla- boration d'un signal de remise à zéro dudit circuit intégrateur compre- nant un détecteur de seuil positif (21) et un détecteur de seuil néga- tif (22) reliés en parallèle à la sortie (19) dudit circuit intégrateur, la sortie (23) du détecteur de seuil positif étant reliée à l'entrée R d'une première bascule (25) du type RS, et la sortie (24) du détecteur de seuil négatif étant reliée à l'entrée R d'une seconde bascule (26) du type RS, l'entrée S de chaque bascule recevant lesdites impulsions get la sortie Q de chaque bascule étant reliée respectivement à l'une et à l'autre des deux entrées d'un circuit logique NI (27) dont la sortie (28) est reliée à une entrée (20) de remise à zéro dudit circuit intégrateur.