Brevet FR2614991A1 — publié le 19881110

L'invention concerne un dispositif de réglage de limitation des puissances contractuelles d'alimentation en énergie électrique. La limitation des puissances contractuelles d'alimentation en énergie électrique est actuellement en France,notamment en ce qui concerne les contres d'alimentation en basse tension pour abonnés exerçant une activité industrielle ou commerciale, assurée par le calibrage du ou des disjoncteurs de l'installation de l'abonné. Un tel mode opératoire présente cependant les inconvénients ci-après Dans beaucoup de cas, la puissance à souscrire est très difficile à évaluer, voire à approcher. Cette difficulté conduit parfois à une erreur dans le choix du disjoncteur et est susceptible de constituer un sujet de litige fréquent entre les parties, rendant en celà le rôle du négociateur très délicat. En outre, les possibilités d'évolution ultérieure des puissances, à la hausse ou à la baisse, n'of- frent qu'une souplesse limitée si l'on veut éviter le changement très onéreux du disjoncteur. De même, la limitation de puissance est déterminée en fonction de la phase la plus chargée, ce qui peut être pénalisant pour certains clients et les disjoncteurs, en tant que limiteurs de puissance, n'offrent qu'une précision très relative. Enfin, il est très difficile de maîtriser dans le temps le calibrage du disjoncteur, le réglage de puissance de celui-ci exigeant une coupure de l'installation et une intervention physique sur ce disjoncteur alors que son étalonnage in situ, à la demande éventuelle du clienttpose des problèmes matériels et de sécurité. En outre, dans le cas où l'abonnement prévoit un abonnement en puissance dite "dénivelée", c'est-à-dire dans le cas où deux puissances sont choi sies par~l'abonné,l'une d'elles, la puissance en régime -de consommation de pointe étant réduite par rapport à la puissance nominale, d'autres inconvénients apparaissent, la solution consistant à utiliser deux dis joncteurs plus un contacteur étant lourde complexe et très onéreuse et la solution consistant à utiliser un disjoncteur avec dispositif de puissance dénivelée incorporé limitant simplement les défauts de la solution précédente. Dans les deux cas précédents cependant,il n'est pas possible de fixer la puissance dénivelée, puissance de pointe ou puissance à effacement jour de pointe, en dessous d'un certain seuil. Ceci a pour effet de pénaliser le bilan global en raison d'une puissance souscrite inutilement trop élevée en pointe ou en effacement jour de pointe, ce qui, bien entendu, ajoute à la difficulté de la négociation du contrat d'abonnement. En définitive, il est nécessaire d'opérer le choix d'un disjoncteur pré-calibré avec obligation probable de changer de disjoncteur pour un changement de contrat lors dune augmentation de puissance et a fortiori d'un changement d'alimentation de haute tension en basse tension.En France notamment, ces contrats d'alimentation en basse tension ou en haute tension sont connus sous le nom de contrat tarif jaune et contrat tarif vert respectivement. Le dispositif de réglage de limitation des puissances contractuelles permet de remédier aux inconvénients précités en proposant un système de réglage de limitation des puissances totalement autonome. Le dispsoitif de réglage de limitation des puissances contractuelles d'alimentation en énergie électrique objet de l'invention,est couplé à un disjoncteur multipolaire comprenant sur chacune de ses phases un relais magnéto-thermique. I1 est remarquable en ce qu'il comporte en outre, couplé à la bobine de déclenchement, des relais magnéto-thermiques, un relais auxiliaire à seuil de déclenchement (Vs) ajustable commandé par un signal de commande (Vc) représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation. Le réglage de déclenchement du seuil permet un réglage fin de la limitation de puissance d'alimentation en énergie électrique. Le dispositif de réglage de limitation des puissances contractuelles dtalimentation en énergie électrique objet de l'invention est applicable, de manière générale, à la distribution d'énergie électrique à des abonnés. Il permet cependant pour un investissement peu élevé, d'offrir une grande facilité d'exploitation, de contrôle, de suivi et d'évolution des dispositions contractuelles au tarif jaune. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observations des dessins ci-après dans lesquels Le dispositif de réglage de limitation des puissances contractuelles d'alimentation en énergie électrique objet de l'invention sera tout d'abord décrit en liaison avec la figure 1. Conformément à la figure précitée, le dispositif objet de l'invention est couplé à un disjoncteur multipolaire noté 1, comportant sur chacune de ses phases notées 1, 2,...N, un relais magnéto-thermique. Sur la figure 1, on a représenté dans le cas le plus courant un disjoncteur multipolairecomprenant trois phases notées 2, e3 et unneutrenoté N. Les relais magnétothermiques sont notés Mi, M2, M3, MN et comportentune bobine de déclenchement 10. A titre d'exemple non limitatif le disjoncteur multipolaire 1 représenté sur la figure 1 peut être constitué par un disjoncteur ie L classique commercialisé en France par la société ALSTHOM. Conformément à l'invention, le dispositif comporte en outre couplé à la bobine de déclenchement 10 des relais électromagnétiques précités, un relais auxiliaire noté 2 sur la figure 1, à seuil de déclenchement VS ajustable. Le relais auxiliaire 2 est commandé par un signal de commande noté Vc représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation. Le réglage de déclenchement du seuil permet un réglage fin de la limitation de puissance d4 alimentation en énergie électrirrue. Ainsi qu'il appariait en outre en figure 1, le relais auxiliaire 2 à seuil de déclenchement ajustable comprend un relais électromagnétique 20, dont la bobine d'excitation est alimentée à partir de la sortie d'un circuit déclencheur à seuil ajustable 23. Une lampe témoin 200 permet d'afficher la continuité du circuit de commande de la bobine de déclenchement 10. L'armature mobile de ce relais 20 est directement couplée à la bobine de déclencheeent (10) des relais magnétothermiques M1, M2, MN. Le relais auxiliaire 2 à seuil de déclenchement ajustable comporte en outre le circuit déclencheur à seuil ajustable 23, ce circuit déclencheur à seuil ajustable comprenant une entrée de commande de commutation recevant le signal de commande Vc représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation et une sortie de commutation commandant ledit interrupteur commandé 27. Ainsi qu'il apparat en outre en figure 1, le dispositif objet de l'invention comprend également un circuit 3 de mesure de puissance instantanée délivrée dans l'installation. Ce circuit 3 permet d'engendrer le signal de commande Vc précité, représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation. Une description plus détaillée du relais auxiliaire 2 à seuil de déclenchement ajustable et du circuit 3 de mesure de puissance instantanée déli vree dans l'installation sera donnée maintenant en liaison avec les figures 2, 3 et 4. Selon la figure 2, le circuit déclencheur à seuil ajustable 23 comporte avantageusement un circuit électronique déclencheur à seuil ajustable 230 comprenant une entrée de déclenchement 2300 dite première entrée, recevant le signal de commande Vc représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation et une sortie de déclenchement notée 2301. Le circuit déclencheur à seuil ajustable 23 comprend également un relais déclencheur 231 commandant la bobine de déclenchement 10 au bout d'une certaine temporisation. En outre, ainsi qu'il apparait en figure 2, le circuit 3 de mesure de puissance instantanée délivri dans l'installation comprend un jeu de résistances 30 de faible valeur, chacune des résistances du jeu étant connectée en série dans une des phases du circuit secondaire du transformateur d'intensité de mesure de puissance du compteur, de façon à développer aux bornes desdites résistances une tension de mesure représentative de l'intensité instantanée délivrée dans l'installation.Le circuit 3 de mesure de puissance délivréédans l'installation comprend également un circuit 31 de traitement électronique comportant, pour chaque phase du circuit secondaire du transformateur d'intensité, une entrée recevant la tension de mesure et permettant d'effectuer un traitement consistant au moins en une amplification, un redressement de la tension de mesure pour engendrer une tension continue proportionnelle à la puissance instantanée délivrée dans l'installation. Le circuit 3 de mesure de puissance instantanée délivrée dans l'installation comprend également ainsi que représenté en figure 2 une résistance à prise multiple 320 comportant deux bornes d'entrée auxquelles est appliquée la tension continue proportionnelle à la puissance instantanée délivrée dans l'installation.Le circuit de pondération 32 comporte en outre, au moins deux commutateurs multiposition- notés 321 et 322, ces commutateurs étant ajustables. Les plots de contact de ces commutateurs sont reliés à une partie des prises de la résistance à prise multiple 320 de façon à permettre un réglage de pondération de la tension continue pour engendrer une tension continue affectée d'un coefficient de pondération noté kî, k2. Le circuit 3 de mesure de puissance instantanée délivrée dans l'installation comprend enfin un circuit de co-inutation 323 déclenché en fonction d'un paramètre de tarification noté PT. Le circuit de commutation comporte un élément de commutation à au moins deux positions permettant,sur déclenchement par le paramètre de tarification PT,le choix d'un des coefficients de pondération kî, k2. L'élément de commutation délivre alors un signal k1Vc, ou k2Vc correspondant à la tension continue affectée de l'un ou l'autre des coefficients de pondération et constituant le signal de commande Vc représentatif de la puissance instantanée dans l'installation. Selon une caractéristique avantageuse du dispositif-objet de l'invention, le paramètre de tarification permet le choix d'un des coefficients de pondération k1 ou k2 en fonction du jour et de l'heure de tarification. A titre d'exemple non limitatif, les coefficientsde pondération tels que ki et k2 peuvent être choisis de façon à réaliser les conditions d'utilisation dans le cas d'un contrat de branchement tenant compte d'une dénivelée de puissance dans l'un des cas suivants 1) entre heures telles que heures de pointe et heurespleinesd'hiver hors période de pointe, la pointe de deux fois deux heures par jour pendant les mois de décembre, janvier et février, 2) entre heures pleines en hiver et heures creuses en hiver, 3) entre hiver et été, 4) entre pointe mobile et heures mobiles, pour le tarif E.J.P. Cette utilisation correspond sensiblement au tarif jaune tel que celui-ci est applicable aux abonnés en France souscrivant des puissances allant de 36 à 250 kVa. Ainsi, sur commutation réalisée par l'ordre tarifaire PT, le signal représentatif de la consommation dans l'installation est affecté d'un coefficient de pondération correspondant kl, k2 ou analogue. Une description plus détaillée du circuit 31 de traitement électronique et du circuit électronique déclencheur à seuil ajustable 230 sera respectivement donnée en liaison avec les figures 3 et 4. Selon la figure 3, le circuit 31 de traitement électronique comporte un circuit redresseur double alternance formé par des diodes notées 313, 314, 315, 316, 317, 318, ces diodes étant chargées par des résistances notéesrespectivement 3130, 3140, 3150, 3160, 3170, 3180. Les diodes chargées sont alimentées par la tension de mesure représentative de l'intensité par l'intermédiaire de résistances 310, 311, 312, reliées au circuit secondaire des transformateurs d'intensité du comptage. Le circuit 31 de traitement électronique délivre en sortie une tension continue notée Vc représentative de la puissance instantanée consommée dans l'installation. Ainsi qu'il apparait en figure 4, le circuit électronique déclencheur à seuil ajustable 230 comprend avantageusement une première,notée 2300,et une deuxième, notée 2302,entrée recevant la tension klVc ou k2Vc. Le circuit électronique déclencheur à seuil ajustable 230 comprend également un condensateur 2305 connecté en parallèle avec les première et deuxième 2302 entrées.Un circuit de déclenchement à seuil comprend une diode Zener notée 2303 connectée en série avec une résistance de charge 2305, un transistor de commutation 2304 monté en émetteur commun dont la base est connectée au point commun de la diode Zener 2303 et de la résistance 2305 et dont l'électrode de collecteur est chargée par le relais déclencheur 231. La diode Zener 2303 est reliée à son autre borne à la deuxième borne d'entrée 2302. Une source d'alimentation auxiliaire 232 dont la borne négative est reliée à la première borne 2301 et dont la borne positive est reliée à la borne d'alimentation du relais déclencheur 231 et à la deuxième borne 2302 par l'intermédiaire d'une résistance 2306. Sur réception par les entrées 2300 et 2302 de la tension k1Vc et k2Vc, la comparaison de la valeur de cette tension à la valeur de tension de Zener de la diode Zener 2303 a pour effet d'entraîner la commutation du transistor 2304 et le déclenchement du relais de sortie 231, lequel permet alors le déclenchement du disjoncteur par sa bobine de déclenchement 10. On a ainsi décrit un dispositif de réglage de limitation de puissance contractuelle d'alimentation en énergie électrique particulièrement performant en raison du fait que l'installation ducitent est équipée d'un disjoncteur de type conventionel, c'est-à-dire conforme aux normes en vigueur mais équipé en outre d'une bobine de déclenchement. Cette bobine de déclenchement est en fait commandée par un relais à maximum d'intensité faisant partie du comptage et ayant les caractéristiques avantageuses suivantes Ce relais est placé sur le tableau de comptage, il est plots et seulement accessible aux agents des services techniques du comptage et appareils de mesure. L'affichage des réglages de ce relais sous capot transparent est facilement contrôlable pour toute personne intéressée. Sur le plan technique, le circuit mesure du relais est placé en série avec le compteur sur les circuits secondaires des transformateurs de courant et en aval des boîtes d'étalonnage ce qui permet aux agents des services techniques comptage et appareils de mesure d'effectuer facilement son étalonnage éventuel en puissance fictive. Un commutateur d'essai peut être placé en face du relais afin de réaliser cette opération d'essai avec ou sans déclenchement du disjoncteur. Sur le plan métrologie, le dispositif objet de l'invention est particulièrement avantageux en ce que le relais prend en compte la somme des trois puissances et/ou intensités consommées et non pas la seule intensité la plus chargée. A titre d'exemple non limitatif dans le cas des tarifs jaunes avec puissance dénivelée le relais comporte bien entendu deux gammes de réglage correspondant aux coefficients de pondération kîet k2 réglables séparément : - la gamme haute correspondant à la puissance normale, - la gamme basse correspondant à la puissance dénivelée pointe ou équivalent en jour pointe par exemple. La gamme basse doit'permettre de fixer la puissance dénivelée à un seuil très bas donc intéres sant pour la prime fixe. La sélection de gamme se fait en fonction de la période tarifaire sur ordre issu d'un commutateur horaire. Le commutateur horaire engendre ainsi l'ordre tarifaire PT précédemment décrit. Enfin, et de manière avantageuse, le relais comporte dans tous les cas une temporisation de l'ordre de déclenchement, temporisation qui le rend insensible aux surintensités passagères provoquées par exemple par le démarrage des moteurs. Le dispositif objet de l'invention fait partie ingégrante du comptage et à ce titre, peut être fourni en location aux clients de la même manière que le matériel de comptage. Le client n'a en fait à sa charge que le surcoût de la bobine de déclenchement du disjoncteur, soit environ 200 francs. Cet accessoire figure au catalogue des constructeurs de disjoncteur et est facilement adaptable dans la grande majorité des cas. Plusieurs options sont ou peuvent être prévues. On peut citer à titre d'exemple non limitatif le fait de disposer avec ce type de relais de l'information fonctionnement instantané qui précède de quelques secondes l'ordre de fonctionnement du disjoncteur. Cette information mise à la disposition des clients peut commander le délestage d'un circuit non prioritaire et éviter ainsi le déclenchement du disjoncteur général très gênant sur beaucoup d'installations, notamment les installations comportant un matériel informatique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de réglage de limitation des puissances contractuelles d'alimentation en énergie électrique couplé à un disjoncteur multipolaire (1) comprenant sur chacune de ses phases (+ 2 ...N) un relais magnéto-thermique, caractérisé en ce qu'il comporte en outre, couplé à la bobine de déclenchement (10) desdits relais magnéto-thermiques, un relais auxiliaire (2) à seuil de déclenchement (Vs) ajustable, commandé par un signal de commande (Vc) représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation, le réglage de déclenchement du seuil permettant un réglage fin de la limitation de puissance d'alimentation en énergie électrique. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit relais auxiliaire (2) à seuil de déclenchement ajustable comporte - un relais électromagnétique (20) dont la bobine d'excitation est alimentée à partir de la sortie d'un circuit déclencheur à seuil ajustable (23)-et dont l'armature mobile est directement couplée aux éléments de commutation desdits relais magnéto-thermiques (wl, M2' . MN) - un circuit déclencheur à seuil ajustable (23), ledit circuit déclencheur à seuil ajustable comprenant une entrée de commande de commutation rece vant le signal de commande (Vc) représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation et une sortie de commutation commandant ladite bobine de déclenchement (10). 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit déclencheur à seuil ajustable (23) comprend - un circuit électronique déclencheur à seuil ajustable (230) comprenant une entrée de déclenchement (2300) recevant ledit signal de commande (Vc) représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation et une sortie de déclenchement (2301), - un relais déclencheur (231) dont la bobine d'excitation est commandée par ladite sortie de déclenchement (2301) du circuit électronique déclencheur et dont l'armature est couplée à la bobine de déclenchement (10) par l'intermEdiaire du relais (20). 4. Dispositif selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un circuit (3) de mesure de puissance instantanée délivrée dans l'installation, ledit circuit (3) permettant d'engendrer ledit signal de commande (Vc) représentatif de la puissance instantanée délivrée dans l'installation. 5. Dispositif selon la revendioation 4, caractérisé en ce que ledit circuit (3) de mesure de puissance instantanée délivrée dans l'installation comprend - un jeu de résistances (30)-de faible valeur, chacune des résistances du jeu étant connectée en série dans une des phases du circuit secondaire du transformateur d'intensité de mesure de puissance du compteur, de façon à développer aux bornes desdites résistances, une tension de mesure représentative de l'intensité instantanée délivrée dans l'installation, - un circuit (31) de traitement électronique comportant, pour chaque phase du circuit secondaire du transformateur d'intensité, une entrée recevant ladite tension de mesure et permettant d'effectuer un traitement consistant au moins en une amplification, un redressement de ladite tension de mesure pour engendrer une tension continue (Vc) proportionnnelle à la puissance instantanée délivrée dans l'installation, - un circuit (32) de pondération de puissance comprenant une résistance à prise multiple (320) comportant deux bornes d'entrée auxquelles est appliquée ladite tension continue, ledit circuit de pondération(32) comportant en outre au moins deux contacteurs multipositions (321,322) ajustables dont les plots de contact sont reliés à une partie des prises de ladite résistance à prise multiple (320) de façon à permettre un réglage de pondération de ladite tension continue pour engendrer une tension continue affectée d'un coefficient de pondération (kil, k2), - un circuit de commutation déclenché en fonction d'un paramètre de tarification (323),déclenché en fonction d'un paramètre de tarification (PT),ledit circuit de commutation comportant un élément de commutation à au-moins deux positions permettant, sur déclenchement par le paramètre de tarification (PT) le choix d'un des coefficients de pondération (kil, k2), ledit élément de-commutation délivrant un signal (klVc, k2Vc) correspondant à la tension continue affectée de l'un ou l'autre des coefficients de pondération et constituant ledit signal de commande représentatif de la puissance instantanée dans l'installation. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit paramètre de tarification permet le choix d'un des cofficients de pondération (k1-,k2) en fonction du jour et de l'heure de tarification. 7. Dispositif selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé en ceque le circuit (31) de traitement électronique comporte :un circuit redresseur double alternance formé par des diodes (313,314,315,316,317, 318) chargées par des résistances (3130, 3140, 3150, 3160, 3170, 3180), lesdites diodes chargées étant alimentées par la tension de mesure représentative de l'intensité par. l'intermédiaire de résistances (310,311,312) reliées au circuit secondaire du transormateur d'intensité. 8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à .7, caractérisé en ce que ledit circuit électronique déctencheur Ç seuil ajustable (230) comprend - une première (2300) et une deuxième (2302) entrée recevant la tension k1vc ou K2vc, - un condensateur (2305) connecté en parallèle entre les première (2300) et deuxième (2302) entrée, - un circuit-de déclenchement à seuil comprenant une diode Zener (2303) connectée en série avec une résistance de charge (2305), un transistor de commutation (2304) en émetteur commun dont la base est connectée au point commun de la diode Zener (2303) et de la résistance (2305) et dont l'électrode de collecteur est chargée par le relais déclencheur (231), la diode Zener (2303) à son autre borne étant reliée à la deuxième borne d'entrée (2302), - une source d'alimentation auxiliaire (232) dont la borne négative est reliée à la première borne (2300) et dont la borne positive est reliée à la borne d'alimentation du relais déclencheur (231) et à la deuxième borne (2302) par l'intermédiaire d'une résistance (2306).