Brevet FR2589000A1 — publié le 19870424

SYSTEME ET PROCEDE POUR COMMANDER UN MECANISME D'INTERRUPTION DE COURANT ELECTRIQUE ALIMENTANT DES APPAREILS DE COMMANDE DE PROCESSUS. La présente invention concerne, d'une façon générale, la commande des mécanismes d'interrupt-ion de distribution qui fournissent le courant électrique à des appareils de commande de processus et elle a trait, plus spécifiquement, à la commande des dispositifs de déclenchement de réacteurs dans un réacteur nucléaire à eau l1gère pressurisée, cette commande comprenant la détection du courant électrique fourni au dispositif qui positionne les barres de commande dans le réacteur. L'étape la plus importante dans l'arrêt d'un réacteur nucléaire est l'insertion des barres de commande dans le coeur du réacteur. De façon classique, dans un réacteur nucléaire à eau légère pressurisée, les barres de commande sont positionnées par des éléments de préhension mécaniques à ressort de rappel qui soutiennent les barres de commande uniquement pendant qu'ils sont alimentés en courant électrique. Quand le courant est coupé, les éléments de préhension mécanique libèrent les barres de commande qui tombent dans le réacteur sous la force de la pesanteur. Un mécanisme d'interruption est connecté à la ligne d'alimentation des éléments de préhension positionnant les barres afin d'interrompre l'alimentation en courant quand une condition dangereuse est détectée par les systèmes de commande et de protection du. réacteur. De façon typique, les dispositifs de positionnement de barres sont alimentés en courant alternatif (CA) sous 480 volts. Les mécanismes d'interruption classiques utilisent des bobines de relais shunt à faible résistance et pour courant continu (CC) qui réagissent rapidement mais néeessitent que le courant qui leur est fourni soit coupé rapidement après le déclenchement du mécanisme d'interruption pour empêcher le surchauffage et la destruction résultante des bobines shunt de relais. De façon classique, la bobine de relais est alimentée par une batterie électrique qui fouernit du courant continu, par exemple sous une tension de 125 volts, sous la commande d'un interrupteur à commande manuelle ou automatique. Les contacts auxiliaires du mécanisme d'interruption sont reliés en série avec la batterie et la bobine de relais pour interrompre le circuit entre la batterie et la bobine de relais après que la bobine shunt du relais a été excitée. De ce fait, la désexcitation de la bobine shunt de relais dépend normalement du fonctionnement mécanique du mécanisme d'interruption, ce que l'on ne peut vérifier que par l'actionnement de ce mécanisme. Un objet de la présente invention est d'éliminer l'utilisation du courant continu fourni extérieurement pour exciter la bobine de relais du mécanisme d'interruption destiné à commander les dispositifs de déclenchement de réacteurs dans un réacteur nucléaire à eau légère pressurisée. La présente invention assure également la désexcitation d'une bobine de relais dans un mécanisme d'interruption commandant l'alimentation en courant d'un dispositif de commande de processus; elle assure également l'isolement électrique d'un signal de condition d'alimentation engendré par un système de commande qui commande l'alimentation en courant d'un dispositif de commande de processus. Dans un sens large, la présente invention fournit un système de commande qui commande et contrôle la condition d'alimentation fournie à un dispositif de commande de processus. L'invention réside dans un système de commande pour une bobine de relais d'un mécanisme d'interruption, ce mécanisme d'interruption recevant un courant électrique, sous un premier niveau de tension, à partir d'une source d'alimentation et fournissant le courant, sous ledit premier niveau de tension, à un dispositif de commande de processus, ledit système de commande étant caractéris6 par un moyen de réduction de tension alimenté en courant par le mécanisme d'interruption de courant et destiné à réduire le niveau de tension du courant dudit premier niveau de tension à un second niveau de tension, et un moyen de déclenchement destiné à fournir le courant sous ledit second niveau de tension à la bobine de relais du mécanisme d'interruption uniquement quand on désire interrompre l'alimentation en courant du dispositif de commande de processus. Un mode de réalisation que l'on va décrire dans le présent exposé fournit un système de commande pour une bobine de relais dans un mécanisme d'interruption de courant recevant un courant électrique sous un premier niveau à partir d'une source de courant et fournissant le courant sous le premier niveau à un dispositif de commande de processus. Le système de commande comprend un transformateur alimenté en courant par le mécanisme d'interruption et destiné à réduire le niveau de tension du courant en le faisant passer du premier niveau à un second niveau et un dispositif de déclenchement pour fournir le courant, sous le second niveau, à la bobine de relais du mécanisme d'interruption uniquement quand on désire interrompre l'alimentation en courant du dispositif de commande de processus. Un système de commande selon la présente invention peut comprendre un convertisseur tension/signal optique, destiné à convertir le courant sous le second niveau en un signal électrique, et un transmetteur optique pour transmettre le signal lumineux à un dispositif de contrôle. Pour mieux faire comprendre la présente invention, on va décrire ci-après un mode de réalisation préféré, à titre purement illustratif et non limitatif, en se référant aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique d'un mode de réalisation de la présente invention, dans lequel est engendré un signal lumineux indiquant la condition du courant électrique fourni à un dispositif de commande de processus, tel qu'un dispositif de positionnement de barres; et la figure 2 est un schéma synoptique d'un système de contrôle qui reçoit le signal lumineux du système de commande illustré sur la figure 1. Sur la figure 1, on a représenté un mode de réalisation de la présente invention qui utilise un mécanisme d'interruption 10, comme par exemple un disjoncteur (RTB) de réacteur. Le mécanisme d'interruption 10 reçoit le courant d'une barre omnibus 12 d'alimentation en courant alternatif se trouvant dans un système de commande de réacteur et fournit le courant à un dispositif 14 de positionnement de barres qui règle la position des barres de commande dans un réacteur nucléaire à eau légère pressurisée. Le mécanisme d'interruption 10 peut être un mécanisme d'interruption classique, tel que le mécanisme Westinghouse, N de pièce DS206 ou DS416. Un tel mécanisme d'interruption 10 comprend, de façon classique, une bobine 16 de relais de minima qui n'est pas excitée pendant que la bobine shunt 18 de relais est excitée quand une condition indésirable est détectée dans le réacteur nucléaire. Comme décrit dans le présent exposé, la bobine shunt 18 du mécanisme d'interruption 10 reçoit le courant par l'intermédiaire d'un transformateur 20 de tension, tel que le transformateur Westinghouse, Type PXA, N de modèle 592A781GOA, et un redresseur 22 qui peut comprendre des diodes 28, chaque diode pouvant être une diode du type 1N3990, que l'on peut se procurer chez Westinghouse Electric Corporation La bobine shunt 18 de relais est excitée par activation, soit d'un interrupteur 24 à commande manuelle, soit d'un interrupteur 26 à commande automatique, relié à un système de protection automatique. Du fait que le transformateur 20 de tension est alimente en courant par le mécanisme d'interruption 10, quand la bobine shunt 18 de relais est excitée pour interrompre l'alimentation en courant du dispositif 14 de positionnement de barres, l'alimentation en courant du transformateur 20 de tension est également interrompue, ce qui a pour effet de désexciter la bobine shunt 18 de relais. Le redresseur 22 fournit à sa sortie une tension continue que l'on peut contrôler pour déterminer l'aptitude du système de commande de bobine de relais à activer la bobine shunt 18 de relais et la condition du courant fourni au dispositif 14 de positionnement de barres. La tension continue présente une ondulation, comme illustré sur la figure 1, si on n'utilise dans le redresseur 22 que trois diodes 28. Un des modes de réalisation de la présente invention comprend un dispositif 30 de contrôle de courant pour surveiller la tension du courant continu fourni par le redresseur 22. Le dispositif 30 de contrôle de courant comprend un convertisseur tension/ signal optique 2 tel que le convertisseur N de modèle HFBR-1201 de Hewlett-Packard, qui assure un isolement entre le système de commande de bobine de relais et les dispositifs de controôle se trouvant dans le système de commande de réacteur. Le convertisseur tension/signal optique 32 fournit un signal lumineux qui peut être transmis par l'intermédiaire d'un câble optique 34, tel que le câble optique N HIFBR-300 de Hewlett-Packard. Le signal lumineux engendré par un simple convertisseur tension/optique tel que le convertisseur 32, est suffisant pour transmettre des informations indiquant si oui ou non le redresseur 22 fournit une tension continue et ce signal donne en outre une indication concernant la condition de l'alimentation en courant du dispositif 14 de positionnement de barres, comme par exemple les phases manquantes dans le courant alternatif. Si on désire des informations supplémentaires, comme par exemple le niveau de la tension, on peut adjoindre un convertisseur analogique/numérique 36 au dispositif de contrôle 30. Le dispositif de contrôle 30 peut aussi comprendre des éléments supplémentaires situés à distance du mécanisme d'interruption 10. Ces éléments sont illustrés sur la figure 2 comme recevant le signal lumineux par l'intermédiaire du câble optique 34. Un convertisseur signal optique. /tension 40, tel que le convertisseur N de modèle HFBR-2201 de HewlettPackard, reconvertit le signal lumineux en une tension continue qui est fournie à un système 42 de microprocesseur, tel que le système de microprocesseur Intel 88/40. Le système 42 de microprocesseur comprend un circuit 44 de conditionnement de signaux, un microprocesseur 46 et un interface de sortie 48 pour une liaison avec d'autres dispositifs 50 se trouvant dans le système de commande de réacteur. Chaque disjoncteur 10 de réacteur peut, dans un système de commande classique de réacteur, être connecté à plusieurs unités de traitement de signaux, tel que le système 42 de microprocesseur illustré sur la figure 2. Grâce à l'adjonction d'un plus grand nombre de convertisseurs tension/signal optique 32 pour recevoir la sortie du redresseur 22, on peut connecter plusieurs systèmes 42 de microprocesseurs pour surveiller un seul disjoncteur 10 de réacteur. De nombreuses caractéristiques et avantages de la présente invention apparaissent dans la description détaillée et il est bien entendu que ces deux descriptions ne sont données qu'à titre purement illustratif et non limitatif et que des variantes et des modifications peuvent y être appportées dans le cadre de la présente invention. REVENDICATIONS 1. Système de commande pour une bobine de relais dans un mécanisme (10) d'interruption de courant, ce mécanisme d'interruption de courant recevant le courant sous un premier niveau de tension à partir d'une source de courant et fournissant le courant sous ledit premier niveau de tension à un dispositif de commande de processus (50), ledit système de commande étant caractérisé par le fait qu'il comprend: un moyen de réduction de tension, alimenté en courant par le mécanisme d'interruption (10), pour réduire le niveau de tension du courant dudit premier niveau de tension à un second niveau de tension; et un moyen de déclenchement (24,26) pour alimenter en courant sous ledit second niveau de tension la bobine de déclenchement (18) du mécanisme d'interruption uniquement quand on désire interrompre l'alimentation en courant du dispositif de commande de processus (50). - 2. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'alimentation en courant est une alimentation en courant alternatif et que ledit moyen de réduction de tension comprend: un transformateur de tension (20), relié fonctionnellement au mécanisme d'interruption (10), pour réduire le niveau de tension de l'alimentation en courant dudit premier niveau de tension au second niveau de tension; et un redresseur (22), relié fonctionnellement au transformateur de tension (20) et au moyen de déclenchement (24,26), pour convertir l'alimentation en courant en une tension continue. 3. Système de commande selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un moyen (30) de contrôle de courant pour contrôler le courant fourni par le mécanisme d'interruption (10). 4. Système de commande selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le courant est un courant alternatif et que ledit moyen de réduction de tension comprend: un transformateur (20) de tension, relié fonctionnellement au mécanisme d'interruption (10), pour réduire le niveau de tension de l'alimentation en courant du premier niveau au second niveau; et un redresseur (22), relié fonctionnellement au transformateur de tension (20), au moyen de déclenchement (24,26) et au moyen (30) de contrôle de courant, pour convertir l'alimentation en courant en une tension continue. 5. Système de commande selon la revendication 4, caractérisé par le fait que le moyen (30) de contrôle de courant comprend: un convertisseur tension/signal optique (32) pour convertir la tension continue en un signal lumineux; et un moyen (34) de transmission optique pour transmettre le signal lumineux. 6. Système de commande selon la revendication , caractérisé par le fait que ledit moyen (30) de contrôle de courant comprend, en outre: un convertisseur signal optique/tension (40), relié fonctionnellement au moyen (34) de transmission optique, pour convertir le signal lumineux en un signal de tension contrOlS; et un système (42) de processeur pour surveiller le signal de tension contrôlé. - 2589000 7. Système de commande selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le moyen (30) de contrôle de courant comprend, en outre, un convertisseur analogique/numér.ique (36) relié fonctionnellement au redresseur (22) et au convertisseur tension/signal optique (32). 8. Procédé pour alimenter en courant une bobine de déclenchement (18) d'un mécanisme (10) d'interruption de courant, ce mécanisme d'interruption de courant recevant un courant, sous un premier niveau de tension, à partir d'une source de courant et fournissant le courant, sous le premier niveau de tension, à un dispositif de commande de processus (50), le procédé susvisé étant caractérisé par les étapes consistant: (a) à réduire le niveau de tension du courant fourni par le mécanisme d'interruption en le faisant passer du premier niveau de tension au second niveau de tension; et (b) à fournir le courant sous le second niveau de tension à la bobine de déclenchement (18) du mécanisme d'interruption, uniquement quand on désire interrompre l'alimentation en courant du dispositif de commande de processus. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en outre par le fait qu'il comprend l'étape (c) consistant à contrôler le second niveau de tension. 10. Système de commande pour une bobine (18) de relais d'un mécanisme (10) d'interruption de courant selon la revendication 1, ce mécanisme d'interruption recevant un courant alternatif d'alimentation, sous un premier niveau de tension, à partir d'une source d'alimentation en courant et fournissant l'alimentation en courant alternatif, sous le premier niveau de tension, à un dispositif (14) de 258 000 positionnement de barres pour des barres de commande d'un réacteur nucléaire (50) à eau légère pressurisée, caractérisé par le fait que ledit moyen de réduction de tension comprend: un transformateur de tension (20) relié fonctionnellement au mécanisme d'interruption (10) pour recevoir l'alimentation en courant alternatif sous le premier niveau de tension et destiné à réduire le premier niveau de tension jusqu'à un second niveau de tension, le système de commande comprenant, en outre: un redresseur (22), relié fonctionnellement au transformateur de tension (20) , pour convertir l'alimentation en courant alternatif se trouvant au second niveau de tension en une première tension continue, le moyen de déclenchement (24,26) étant relié fonctionnellement au redresseur (22) et à la bobine (18) de déclenchement du mécanisme d'interruption (10) pour fournir la première tension continue à la bobine de déclenchement du mécanisme d'interruption, uniquement quand on désire interrompre l'alimentation en courant alternatif fourni au dispositif (14) de positionnement de barres; un convertisseur tension/signal optique (32), relié fonctionnellement au redresseur (22), pour convertir la première tension continue en un signal lumineux; et. un moyen (14) de transmission optique, relié fonctionnellement au convertisseur tension/signal optique (32), pour transmettre le signal lumineux. 11. Système de commande selon la revendication , caractérisé par le fait qu'il est relié fonctionnellement à un système de protection automatique et que le moyen de déclenchement précité comprend: un moyen d'activation (24) à déclenchement manuel, relié fonctionnellement au redresseur (22) et à la la bobine de dgclenchement (18) du mécanisme d'interruption (10), en vue d'une interruption manuelle de l'alimentation en courant alternatif du dispositif (14) de positionnement de barres; et un moyen d'activation (26) à déclenchement automatique, relié fonctionnellement au redresseur (22), à la bobine de déclenehement (18) du mécanisme d'interruption (10) et du système de protection automatique, pour interrompre automatiquement l'alimentation en courant alternatif du dispositif (14) de positionnement de barres sous la commande du système de protection automatique. 12. Système de commande selon la revendication , caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un convertisseur analogique/numérique (36) relié -fonctionnellement au redresseur (22) et au convertisseur tension/signal optique (32). 13. Système de commande selon la revendication , caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre: un convertisseur signal optique/tension (40), relié fonctionnellement au moyen (34) de transmission optique, pour convertir le signal lumineux en une seconde tension continue; et un système de processeur (42), relié fonctionnellement au convertisseur signal optique/tension (36), pour contrôler la seconde tension continue. 14. Système de commande selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'il comprend, en outre, un convertisseur analogique/numérique (36) relié fonctionnellement au redresseur (22) et au convertisseur tension/signal optique (32).