Brevet FR2606224A1 — publié le 19880506

L'invention concerne un procédé de compensation de courant déwatté dans un réseau à courant alternatif par connexion et déconnexion d'étages de condensateur sur le réseau, en utilisant un compensateur automatique de costp avec courant actif réglable, dans lequel il existe, entre les valeurs de courant déwatté pour lesquelles il se produit une connexion ou une déconnexion, une zone morte dans laquelle il ne se produit ni connexion ni déconnexion. L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Selon un dispositif connu de compensation automatique de cos q (Heinz Kunath "Compensation des courants déwattés" 2dème édition, pages 102 à 119, Editeur : Dr.Alfred Hüthing, Heidelberg), des étages de condensateur sont, pour la compensation des inductances de charge, connectés en parallèle sur le réseau, pour améliorer le facteur de puissance (cosy) sur le côté alimentation, c'est-à-dire pour atteindre le mieux possible cosCp=1. I1 est nécessaire d'avoir un compensateur automatique de cos pour mesurer la composante effective de courant déwatté dans le réseau et eventuellement provoquer la connexion ou la déconnexion d'étages de condensateur.En raison du fait que la compensation ne peut se faire que par étage, il existe obligatoirement, entre le courant déwatte pour lequel se fait la connexion et le courant déwatté pour lequel se fait la déconnexion, une zone morte. Cette zone, pour laquelle il n'est pas possible de connecter des étages, peut être symétrique par rapport & l'axe du courant watté dans le diagramme courant déwatté/courant watté, ou encore, elle peut etre déplacée pour lui etre parallèle. I1 y a connexion lorsque la composante de courant déwatté Un déplacement parallèle de cette caractéristique de réglage est avantageux, par exemple, dans le sens d'un courant déwatté inductif si l'on doit éviter que le réseau soit chargé capacitivement (ce que l'on appelle aussi une "surcompensation"). Etant donné que, de plus en plus, les réseaux de courant alternatif sont composés de câbles souterrains et présentent donc une capacité relativement grande, il est nécessaire dans une certaine mesure que, lorsque la composante de courant watté augmente, une composante de courant déwatté inductive croissante ne soit pas compensée de sorte que le facteur de puissance ait, sur le côté d'alimentation, une valeur moyenne déterminée L'invention a pour objet de fournir un procédé ainsi qu'un dispositif pour la mise en oeuvre de ce procédé, permettant d'obtenir, de façon simple, le cos cible tout en évitant la surcompensation. A cet effet, le procédé de l'invention est caractérise en ce que, dans le cas d'une compensation de courant déwatté avec valeur de consigne de réglage inductive, la caractéristique de commande du compensateur automatique de cos est choisie ou programmée de telle sorte que, dans le système de coordonnées I@* / Iw* soit formée une zone morte discontinue dont la zone de connexion satisfait simultanément les deux inégalités I@* > B + 1 et V + 1 et dont la zone de déconnexion satisfait soit l'inégalité t (IV) Is* - tg .Iw* courant actif (Ian) courant watté (Iw) I#* = courant actif (I,) = angle entre l'axe des coordonnées 1a et l'axe de la zone morte inclinée, B = déplacement parallèle de l'axe de la zone morte qui s'étend dans le sens des coordonnées Iwa V = déplacement parallèle de la zone morte inclinée sur l'axe des coordonnées Iw*. Dans ce cas, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur à gain réglable, qui reçoit la grandeur mesurée pour le courant watté Iw*, un soustracteur dont l'entrée + reçoit la grandeur mesurée du courant déwattée lea et dont l'entrée - reçoit le signal de sortie de l'amplificateur, un premier comparateur, dont l'entrée + reçoit la grandeur mesurée du courant déwatté 1a et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence B + 1, un deuxième comparateur, dont l'entrée - reçoit la grandeur mesurée pour le courant déwatté I#* et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence B - 1, un troisième comparateur, dont l'entrée + reçoit le signal de sortie du soustracteur et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence V + 1, un quatrième comparateur dont l'entrée reçoit le signal de sortie du soustracteur et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence V - 1, une porte ET dont les entrées sont connectées aux sorties du premier comparateur et du troisième comparateur, et une porte OU dont les entrées sont connectées aux sorties du deuxième comparateur et du quatrième comparateur. Dans le cas d'une compensation de courant déwatté avec valeur de consigne de réglage capacitive, le procédé de l'invention est caractérisé en ce que la caractéristique de commande du compensateur automatique de cosrp est choisie ou programmée de telle sorte que, dans un système de coordonnées Int / Iws il se forme une zone morte discontinue dont la zone de déconnexion satisfait simultanément les deux inégalités: (III > I@* (IV) Is* - tg e . Iw* B + 1 soit l'inégalité: CII) Is* - tg # . Iw* > V + 1, avec courant déwatté CI > ) I@* = courant actif (I,) courant déwatté (Iw) Iw* = ~ courant actif (I,) e = angle entre l'axe des coordonnées IwS et l'axe de la zone morte inclinée, B = déplacement parallèle de l'axe de la zone morte qui s'étend dans le sens des coordonnées lw* V = déplacement parallèle de la zone morte inclinée sur l'axe des coordonnées lut. Dans cet autre cas, un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé est caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur à gain réglable, qui reçoit la grandeur mesurée du courant watté Iwt, un soustracteur dont l'entrée + reçoit la grandeur mesurée du courant déwatté Iet et dont l'entrée - reçoit le signal de sortie de l'amplificateur, un premier comparateur, dont l'entrée + reçoit la grandeur mesurée de courant déwatté Iet et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence B + 1, un deuxième comparateur, dont l'entrée - reçoit la grandeur mesurée du courant déwatté Iex et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence B-1, un troisième comparateur, dont l'entrée + reçoit le signal de sortie du soustracteur et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence V + 1, un quatrième comparateur, dont l'entrée - reçoit le signal de sortie du soustracteur et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence V-l, une porte OU, dont les entrées sont connectées aux sorties du premier comparateur et du troisième comparateur, et une porte ET dont les entrées sont connectées aux sorties du deuxième comparateur et du quatrième comparateur. Le procédé selon l'invention utilise trois degrés de liberté pour modifier la caractéristique de réglage, angle , 2. Un déplacement parallèle de la caractéristique (désigné par V > . Ce déplacement agit aussi, pour une caractéris tique qui a déjà tourné, comme une translation dans le sens de l'axe du courant déwatté, 3. Un coudage de la caractéristique (indiqué par B). Ce coudage agit comme une limitation sur une composante minimale déterminée du courant déwatté. Une combinaison appropriée des trois grandeurs réglables , V et B, offre les avantages suivants Combinaison des deux exigences (précédemment contradictoires) selon la donnée cos e cible et en même temps prévention de la surcompensation O; V = O; B = +1 > . Nouvelle caractéristique de réglage O; V = -1; B = +1 > . Toutes les caractéristiques de réglage précédentes, telle qu'une caractéristique symétrique O > , un déplacement purement parallèle que l'on appelle aussi déplacement du point de rebroussement ( = O; V > O; B = O > ou encore une pure donnée de cos e cible O; V = O; B = O), demeurent possibles. L'invention est expliquée par les dessins annexés qui donnent des exemples de réalisation. La figure 1 représente une caractéristique avec e > O, V O, pouvant être obtenue grâce au procédé de l'invention. La figure 2 représente une autre caractéristique avec e O et B La figure 3 représente une autre caractéristique particulièrement avantageuse dans la pratique : avec e > O, V = -1, B = +1. Les figures 4 et 5 sont les schémas de cablage des dispositifs de commande pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention pour la compensation d'une puissance réactive avec valeur de consigne de réglage inductive (figure 4) et d'une puissance réactive avec valeur de réglage de consigne capacitive (figure 5 > . Dans la figure 1 on a représenté une caractéristique générale avec e > O, V O; les valeurs de la composante de courant déwatté Ie et de la composante de courant watté Iw, rapportées au courant actif In sont portées sur les axes; on a donc I@ 1w = = et luf = I, I, Les inégalités suivantes I@* > B + 1 (I > I@* - tg e . Iw* > V + 1 (II) Is* Is* - tg e .Iw* I1 y a connexion quand l'inégalité (I) ET l'inégalité sont sont satisfaites simultanément. I1 y a déconnexion quand l'inégalité (III) OU l'inégalité (IV) sont satisfaites. Cette représentation n'est applicable que pour e # O. Dans la figure 2, on a montré une caractéristique pour e La figure 3 représente une caractéristique de réglage spéciale pour la compensation d'un courant déwatté inductif, c'est-à-dire avec e > O, V = -1 et B = +1. Dans la figure 4, on a représenté un dispositif de commande a titre d'exemple, comportant une caractéristique de réglage selon la figure 1. Les grandeurs d'entrée sont les grandeurs mesurées 1 et 2 du courant déwatté Ief et du courant watté Iw*, déjà rapportées au courant actif. Le signal du courant actif n'est demandé que sous la forme tg e. #. I#* . C'est pourquoi on a incorporé un amplificateur 3 à gain réglable. Le gain correspond à la valeur de réglage tg e. Dans le cas le plus simple, un potentiomètre suffit. Un soustracteur 4 forme le signal de différence Is* - tg e Iwt. Les quatre comparateurs 5, 6, 7 et 8 produisent les signaux de décision, si les inégalités ccrrespondantes (I), (II), (III) et (IV) sont satisfaites. La porte ET 9 émet alors un signal logique "19 si les conditions de -la connexion d'un étage sont safisfaites, tandis que la porte OU 10 émet un signal logique " si les conditions de la déconnexion d'un étage sont remplies. La figure 5 représente un dispositif de commande ayant une caractéristique de réglage selon la figure 2. Par opposition au dispositif de commande de la figure 4, il comporte en 19 une porte OU et en 20 une porte ET. Cependant, le procédé selon l'invention peut etre également réalisé par la programmation appropriée d'un micro-processeur, même en solution logicielle, d la place du dispositif de commande représenté dans les figures 4 et 5. -REVENDICATIONS- 1.- Procédé de compensation du courant déwatté d'un réseau à courant alternatif par connexion ou déconnexion d'étages de condensateur sur le réseau, avec utilisation d'un compensateur automatique de cos ç avec courant actif réglable, dans lequel il existe, entre les valeurs de courant déwatté pour lesquelles il y a connexion ou déconnexion, une zone morte dans laquelle il ne se produit ni connexion ni déconnexion, caractérisé par le fait que, dans le cas d'une compensation de courant déwatté avec valeur de consigne de réglage inductive, la caractéristique de commande du compensateur automatique de cos (I) I > t > B + 1 et (II) Is* - tg e .Iws > V + 1 et dont la zone de déconnexion satisfait soit l'inégalité (III > Is* (IV) Is* - tg e . Iw* ) Is* = courant actif (Ian) courant watté (1w > Iw* courant actif (I=rt) = angle entre l'axe des coordonnées Iw* et l'axe de la zone morte inclinée, B = déplacement parallèle de l'axe de la zone morte qui s'étend dans le sens des coordonnées l,"a V = déplacement parallèle de la zone morte inclinée sur l'axe des coordonnées I,"a. 2.- Procédé de compensation du courant déwatté d'un réseau à courant alternatif par connexion ou déconnexion d'étages de condensateur sur le réseau, avec utilisation d'un compensateur automatique de cos ç avec courant actif réglable, dans lequel il existe, entre les valeurs de courant déwatté pour lesquelles il y a connexion ou déconnexion, une zonne morte dans laquelle il n'y a ni connexion ni déconnexion, caractérisé par le fait que, dans le cas d'une compensation de courant déwatté avec valeur de consigne de réglage capacitive, la caractéristique de commande du campensateur automatique de cos # est choisie ou programmée de telle sorte que, dans un système de coordonnées I,s* / IW% il se forme une zone morte discontinue dont la zone de déconnexion satisfait simultanement les deux inégalités:: let (IV) Is* - tg e I,"a Is* > B + 1 soit l'inégalité: irez Ie* - tg e .I,"a > V + 1, avec courant déwatté Is* = courant actif (Ian) courant déwatté Iw* = courant actif (I.n) e = angle entre l'axe des coordonnées Iwt et l'axe de la zone morte inclinée, B = déplacement parallèle de l'axe de la zone morte qui s'étend dans le sens des coordonnées Iwa V = déplacement parallèle de la zone morte inclinée sur l'axe des coordonnées Iuf. 3.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication l, caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur (3) à gain réglable, qui reçoit la grandeur mesurée pour le courant watté Iw, un soustracteur t et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence B + 1, un deuxième comparateur (6), dont l'entrée - reçoit la grandeur mesurée pour le courant déwatté lex et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence B - 1, un troisième comparateur (7), dont l'entrée + reçoit le signal de sortie du soustracteur 4.- Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 2, caractérisé par le fait qu'il comprend un amplificateur (3 > à gain réglable, qui reçoit la grandeur mesurée du courant watté Iw*, un soustracteur (4 > dont l'entrée + reçoit la grandeur mesurée du courant déwatté IsS et dont l'entrée - reçoit le signal de sortie de l'amplificateur , un premier comparateur (5), dont l'entrée + reçoit la grandeur mesurée de courant déwatté Ia% et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence B + 1, un deuxième comparateur (6), dont l'entrée - reçoit la grandeur mesurée du courant déwatté I8* et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence B-1, un troisième comparateur , dont l'entrée + reçoit le signal de sortie du soustracteur et dont l'entrée - reçoit une grandeur de référence V + 1, un quatrième comparateur (8), dont l'entrée - reçoit le signal de sortie du soustracteur (4) et dont l'entrée + reçoit une grandeur de référence V-l, une porte OU (19), dont les entrées sont connectées aux sorties du premier comparateur (5 > et du troisième comparateur et du quatrième comparateur (8).