Brevet FR2660121A1 — publié le 19910927

i " Procédé et dispositif pour un système de surveillance de commutateurs de prises de transformateurs à prises " L'invention concerne un procédé pour un système de surveillance de commutateurs de prises de transformateurs à prises fonctionnant comme commutateurs en charge avec des commutateurs sous vide, procédé dans lequel le fonctionnement des commutateurs sous vide est surveillé par des convertisseurs de courant disposés sur les alimentations en courant des commutateurs sous vide, et en cas de défauts, un signal de défauts est produit, grâce auquel le commutateur de prises est bloqué et une autre commutation défectueuse, non exempte de charge, du sélecteur de prises est ainsi empêchée L'invention concerne également un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé. Dans les commutateurs de prises, dans lesquels au lieu des contacts traditionnels, on utilise pour la commutation en charge des commutateurs sous vide, ou bien des chambres de commutation sous vide, un système de surveillance et de sécurité est nécessaire pour garantir qu'en cas de défaut, lorsqu'un commutateur sous vide ne s'ouvre pas au moment voulu ou même ne s'ouvre pas du tout lors de la commutation sur une autre prise, et qu'ainsi le changement du sélecteur de prises ne peut pas s'effectuer sans charge, une manoeuvre soit impossible. Dans un tel cas d'un commutateur en charge ne s'ouvrant pas, il se produit un arc électrique trop puissant avec, comme résultat éventuel la destruction du commutateur de prises, et dans tous les cas, on aboutit à un état de fonctionnement critique, qui doit être évité. Un système de surveillance approprié est connu par le document "Load Tap Changer Type UVT" de la firme Reinhausen Manufacturing Ltd, et par les instructions d'exploitation correspondantes "Load Tap Changer Type UVT, Instruction Manual" de la même éditrice. Ce système de surveillance connu sous le nom de "Monitoring System" est représenté schématiquement pour une phase sur la figure 1. Il est mis en oeuvre pour protéger le commutateur de prises, dans le cas d'un défaut accidentel, et qui fait qu'un commutateur sous vide ne s'ouvre pas lors du processus de commutation, et pour transmettre le courant de charge lors du chargement de prises. Des commutateurs P 2, P 3 commandés par cames et disposés respectivement en parallèle sur les convertisseurs de courant CTI, CT 2, surveillent en liaison avec un solénoïde S, la présence éventuelle d'une circulation de courant dans le contact mobile du sélecteur pendant la commutation sans charge de celui- ci Le commutateur P 2 est commandé de façon qu'il s'ouvre après que le commutateur sous vide V ait pris en charge le courant de charge du contact P de commutation de la dérivation, et avant que le contact Pl du sélecteur s'ouvre, et de façon qu'il se ferme après que le contact Pl se soit également à nouveau fermé Le commutateur P 3 est commandé de façon qu'il s'ouvre après que le commutateur sous vide V ait pris en charge le courant de charge et avant que le contact de sélecteur P 4 s'ouvre, et de façon qu'il se ferme après que P 4 soit à nouveau fermé, mais cependant avant que V soit également à nouveau fermé. Si, en cas de défauts, il y a une circulation de courant dans le contact mobile du sélecteur, alors le solénoïde est activé par l'ouverture d'un contact Dans le cas normal, il est excité en permanence et maintient ouvert un blocage mécanique qui permet un fonctionnement normal du commutateur de prises Lors de son activation, le commutateur de prises est bloqué, il reste dans sa dernière position, avant que le contact du sélecteur n'ouvre le circuit et qu'il puisse être déplacé, soit par le moteur, soit manuellement. Ce système de surveillance connu est d'une construction relativement complexe et nécessite des moyens mécaniques de commande et d'actionnement étendus Un autre inconvénient est en outre que les moyens de commande et de surveillance se trouvent dans le commutateur de prises rempli d'huile Pour le repositionnement du système de surveillance déclenché après un défaut ou un incident, il est nécessaire d'ouvrir le commutateur de prises après en avoir préalablement vidangé l'huile. Le but de l'invention est en conséquence, de proposer un procédé et un dispositif pour un système de surveillance qui fonctionne impeccablement sans composants mécaniques coûteux, qui peut être éloigné du commutateur de prises, et qui, après déclenchement, en cas de défauts, peut être repositionné rapidement et sans complication, c'est-à-dire amené à nouveau en état de fonctionner. A cet effet, le procédé selon l'invention est caractérisé en ce qu à un premier instant du déroulement de la commutation, lorsque, avant le début proprement dit du changement de prises, les commutateurs sous vide de chaque phase sont encore fermés, on contrôle si dans toutes les phases il y a le même état, c'est-à-dire si dans toutes les phases circule ou non un courant au-dessus d'un seuil de détection et si, dans l'autre cas, le signal de défaut est émis, et en ce qu'à un second instant plus tardif du déroulement de la commutation, lorsque les commutateurs sous vide se sont ouverts exactement, mais que cependant le déplacement sans puissance du sélecteur de prise sur la prise suivante n'a pas encore commencé, on contrôle si toutes les phases sont sans courant et si dans l'autre cas, le signal de défauts est également engendré. Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce que les convertisseurs de courant de chaque phase, agissent selon la tension sur une ligne conductrice de la lumière constituée par des diodes émettrices, des conducteurs flexibles d'ondes lumineuses, et des récepteurs de lumière, en ce qu'il est prévu deux contacts synchrones susceptibles d'être actionnés par le commutateur de prises, le premier de ces contacts étant susceptible d'être fermé pendant un court instant au moment du déroulement de la commutation o les commutateurs sous vide sont encore fermés, tandis que le second de ces contacts est également susceptible d'être fermé pendant un court instant au moment du déroulement de la commutation o les commutateurs sous vide sont déjà ouverts alors que la commutation du sélecteur de prises n'a cependant pas encore été mise en oeuvre, et en ce que les raccordements des récepteurs de lumière et les raccordements des deux contacts synchrones aboutissent à une logique binaire de détection, qui délivre un signal de défauts lorsque, au moment de la fermeture du premier contact synchrone, toutes les phases n'ont pas le même état électrique et lorsqu'au moment de la fermeture du deuxième contact synchrone, toutes les phases ne sont pas hors tension. D'autres améliorations et développements du dispositif sont caractérisées en ce que: les contacts synchrones sont des contacts Reed à actionnement magnétique. chaque convertisseur de courant est un convertisseur de courant de saturation avec une électronique de limitation supplémentaire. l'unité constituée par le convertisseur de courant et l'électronique de limitation, est déposée à poste fixe respectivement sur une amenée de courant d'un commutateur sous vide. les lignes conductrices de lumière sont constituées par des faisceaux de fibres de verre ou bien des fibres individuelles avec une enveloppe de téflon, qui sont réalisées respectivement à l'état fini avec la diode émettrice et le récepteur de lumière. des relais bistables sont susceptibles d'être actionnés par les signaux de défauts. Grâce à la ligne conductrice de lumière qui est reliée au convertisseur de courant placé sur l'alimentation en courant des différents commutateurs sous vide, il est possible de disposer à l'extérieur du commutateur de prises, l'ensemble du circuit d'exploitation proprement dit Il est évident qu'ainsi, l'accessibilité de ce commutateur de prises est notablement améliorée. La réalisation des contact synchrones sous la forme de contacts Reed rend superflu un couplage mécanique avec le commutateur de prises ou son entraînement. Enfin, le système de surveillance, selon l'invention, permet également un contrôle propre. Grâce à un instant de contrôle spécial, le fonctionnement de la détection du courant dans chaque phase est vérifié et, éventuellement, un défaut du système est signalé. L'invention va maintenant être exposée plus en détail au moyen d'un exemple de réalisation et des dessins ci-joints. la figure 1 montre en représentation schématique, un système de surveillance selon l'état de la technique, et auquel on s'est déjà référé dans la description, la figure 2 montre également en représentation schématique, un système de surveillance conforme à l'invention, la figure 3 est un schéma par blocs d'une électronique d'exploitation de ce système de surveillance. On peut voir à la figure 2, que sur l'alimentation en courant de chaque commutateur sous vide Vi V 3, qui fonctionne respectivement comme commutateur de charge pour une phase à commuter, est respectivement placé un convertisseur de courant à saturation CT 1 CT 3 avec une électronique de limitation complémentaire, ce convertisseur délivrant une tension de sortie pour la diode émettrice LE 1 LE 3 d'un conducteur d'ondes lumineuses. L'unité constituée par le convertisseur de courant et l'électronique de limitation est alors avantageusement moulée sur une pièce d'alimentation en courant du commutateur sous vide Vl V 3 Une sensibilité de réaction convenable du dispositif se situe à courant ou non. Les conducteurs d'ondes lumineuses sont avantageusement réalisés à l'état fini, avec diodes émettrices L El LE 3 et récepteurs en LR 1 LR 3, sous la forme de faisceaux de fibres de verre ou de fibres individuelles avec une enveloppe en téflon. Chaque récepteur comprend, avantageusement, un amplificateur intégré avec une sortie TTL. Dans ce déroulement de la commutation, il est prévu deux instants de contrôle auxquels le dispositif de surveillance est activé, et qui sont réalisés par des contacts synchrones RSW 1 et RSW 2. A ces instants de contrôle commandés par le mouvement de commutation du commutateur de prises, et pendant lesquels est respectivement actionné un des deux contacts synchrones RSW 1 ou bien RSW 2, qui sont tous deux avantageusement réalisés sous la forme de contacts Reed, il s'effectue une comparaison de signaux dans la logique de détection #1, qui détecte un défaut du "Monitoring System", ou bien dans la logique de détection #2 qui détecte une défaillance éventuelle d'un commutateur sous vide Vl V 3 Cette détection de défaut a lieu de la façon suivante: Le premier instant de contrôle est déterminé par RSW 1 Il se situe dans la partie du déroulement de la commutation o, avant le début du changement de prises, les commutateurs de prises Vl V 3 ne sont pas encore fermés Il est alors vérifié si le même état se présente dans les trois phases Si une inégalité est constatée, il y a lieu d'en conclure qu'au moins un des dispositifs de détection du courant est défectueux, et la logique de détection signale une perturbation du système. RSW 2 détermine le second instant de contrôle Il se situe à l'instant du déroulement o les commutateurs sous vide Vl V 3 se sont ouverts correctement, mais avant le déplacement (sans puissance) du sélecteur de prises Si une circulation de courant est alors détectée dans une des phases, cela signifie qu'un commutateur sous vide est défectueux dans cette branche En conséquence, une annonce de défauts concernant cette phase est déclenchée. La détection de défauts qui vient d'être décrite et sa différenciation en défauts dans la détection du courant, d'une part, et en défauts dans un ou plusieurs des commutateurs sous vide d'autre part, peut par exemple être réalisée au moyen de la logique de détection représentée plus en détail à la figure 3, qui réunit en soi les fonctions des systèmes représentées à la figure 2 par # 1 et # 2 On peut voir à la figure 3, que grâce à RSW 1, à un premier instant de contrôle explicité plus en détail ci- dessus, a lieu une vérification du fonctionnement des branches de détection de courant, tandis que grâce à RSW 2, à un second instant plus tardif, également déjà explicité, a lieu au cours de la commutation la vérification du fonctionnement des commutateurs sous vide Vi V 3. On peut voir que l'indication K 4 (contrôle du système) annonce alors toujours une perturbation lorsqu'à l'instant, auquel le contact synchrone RSW 1 est fermé pendant un court instant, et qu'ainsi un niveau de signal est branché conjonctivement sur les signaux des détections de courant, l'ensemble des trois branches de détection de courant annoncent, soit "présence de courant", ou bien "pas de courant" De la même façon, on peut voir qu'aux indications Kl K 3 est alors toujours signalée une perturbation du commutateur sous vide correspondant Vl V 3 lorsqu'à l'instant o le contact synchrone RSW 2 délivre pendant un courant instant un signal, une circulation de courant est annoncée dans cette phase. On peut avantageusement employer pour les annonces de perturbations, des relais bistables qui ne peuvent être remis à l'état initial que par un personnel autorisé. REVENDICATIONS 1. Procédé pour un système de surveillance de commutateurs de prises de transformateurs à prises fonctionnant comme commutateurs en charge avec des commutateurs sous vide, procédé dans lequel le fonctionnement des commutateurs sous vide est surveillé par des convertisseurs de courant disposés sur les alimentations en courant des commutateurs sous vide, et en cas de défauts, un signal de défauts est produit, grâce auquel le commutateur de prises est bloqué et une autre commutation défectueuse, non exempte de charge, du sélecteur de prises est ainsi empêchée, procédé caractérisé en ce qu'à un premier instant du déroulement de la commutation, lorsque, avant le début proprement dit du changement de prises le commutateur sous vide de chaque phase est encore fermé, on contrôle si dans toutes les phases il y a le même état, c'est-à-dire si dans toutes les phases, circule ou non un courant au-dessus d'un seuil de détection, et si dans l'autre cas, le signal de défauts est émis et en ce que, à un second instant plus tardif du déroulement de la commutation, lorsque les commutateurs sous vide se sont ouverts exactement mais que cependant le déplacement sans puissance du sélecteur de prises sur la prise suivante n'a pas encore commencé, on contrôle si toutes les phases sont sans courant et si dans l'autre cas, le signal de défauts est également engendré. 2. Dispositif pour un système de surveillance pour des commutateurs de prises pour transformateur à prises fonctionnant comme commutateurs en charge avec des commutateurs sous vide, dispositif dans lequel, grâce à des convertisseurs de courant disposés dans les arrivées de courant des commutateurs sous vide, le il fonctionnement des commutateurs sous vide est surveillé et en cas de défauts, un signal de défauts est engendré, grâce à quoi le commutateur de prises est bloqué et une autre commutation défectueuse, non exempte de charge, du sélecteur de prises est ainsi empêchée, dispositif caractérisé en ce que les convertisseurs de courant de chaque phase (CT 1 CT 3) agissent selon la tension sur une ligne conductrice de la lumière constituée par des diodes émettrices (LE 1 LE 3) des conducteurs flexibles d'ondes lumineuses, et des récepteurs de lumière (LR 1 LR 3), en ce qu'il est prévu deux contacts synchrones (RSW 1, RSW 2) susceptibles d'être actionnés par le commutateur de prises, le premier de ces contacts (RSW 1) étant susceptible d'être fermé pendant un court instant au moment du déroulement de la commutation o les commutateurs sous vide (Vi V 3) sont encore fermés, tandis que le second de ces contacts (RSW 2) est également susceptible d'être fermé pendant un court instant au moment du déroulement de la commutation o les commutateurs sous vide (Vl V 3) sont déjà ouverts, alors que la commutation du sélecteur de prises n'a cependant pas encore été mise en oeuvre, et en ce que les raccordements des récepteurs de lumière et les raccordements des deux contacts synchrones aboutissent à une logique binaire de détection, qui délivre un signal de défauts lorsqu'au moment de la fermeture du premier contact synchrone (RSW 1) toutes les phases n'ont pas le même état électrique et lorsqu'au moment de la fermeture du deuxième contact synchrone (RSW 2) toutes les phases ne sont pas hors tension. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les contacts synchrones (RSW 1, RSW 2) sont des contacts Reed à actionnement magnétique. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que chaque convertisseur de courant (CT 1 CT 3) est un convertisseur de courant de saturation avec une électronique de limitation supplémentaire. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que l'unité constituée par le convertisseur de courant (CT 1 CT 3) et l'électronique de limitation, est déposée à poste fixe respectivement sur une amenée de courant d'un commutateur sous vide. 6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lignes conductrices de lumière sont constituées par des faisceaux de fibres de verre ou bien des fibres individuelles avec une enveloppe de téflon, qui sont réalisées respectivement à l'état fini avec la diode émettrice (LE 1 LE 3) et le récepteur de lumière (LR 1 LR 3). 7 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que des relais bistables sont susceptibles d'être actionnés par les signaux de défauts.