Brevet FR2679039A1 — publié le 19930115

DISPOSITIF DE DISTRIBUTION D'ENERGIE ELECTRIQUE AVEC CONTROLE D'ISOLEMENT La présente invention se rapporte à une installation de distribution d'énergie électrique avec contrôle d'isolement. Le document FR-A-2 647 220 décrit une installation de distribution d'énergie électrique qui comporte un seul réseau d'alimentation alternative triphasée à neutre isolé Le réseau est équipé d'un contrôleur d'isolement global numérique qui injecte sur celui-ci une tension alternative auxiliaire dite tension d'injection, de fréquence généralement comprise entre 4 et 10 hertz. En cas de défaut d'isolement, le contrôleur global d'isolement mesure, par un procédé classique de démodulation synchrone, les valeurs de la résistance de fuite et de la capacité de fuite qui sont dues au défaut La détermination est réalisée par la mesure préalable de la tension d'injection ainsi que du courant de fuite dans l'impédance de fuite due au défaut. Un perfectionnement du dispositif consiste à prévoir, sur chaque dérivation, ou départ, du réseau triphasé un tore de mesure d'intensité qui est relié à un contrôleur local d'isolement, dit localisateur Le localisateur fonctionne de la même façon que le contrôleur d'isolement global, c'est à dire par démodulation synchrone, mais la valeur de tension d'injection Ui qu'il utilise lui est directement transmise par le contrôleur d'isolement global, tandis que bien entendu la valeur du courant de fuite local est mesurée par le ou les tores de mesure qui équipent la ou les branches de la dérivation. Le contrôleur global d'isolement transmet d'autre part à chaque localisateur des impulsions de synchronisation des sinusoldes de référence qui sont utilisées pour la démodulation synchrone. concerné par la présente invention, o Dans le cas l'installation électrotechnique comporte plusieurs réseaux de distribution distincts, ayant chacun un contrôleur global d'isolement, il faut éviter d'avoir une configuration telle que plusieurs contrôleurs d'isolement global soient simultanément en service sur les mêmes utilisateurs, ce qui entraînerait une impossibilité d'utilisation des contrôleurs La technique classique utilisable pour résoudre la difficulté, consisterait à prévoir un ensemble de relais, à circuiterie extrêmement complexe, pour déconnecter certains contrôleurs d'isolement global quand cela s'avère nécessaire en raison des configurations utilisées Cette solution a pour inconvénient d'être particulièrement compliquée et onéreuse. L'invention vise à remédier à cet inconvénient Elle se rapporte à cet effet à une installation électrotechnique de distribution d'énergie électrique comportant plusieurs sources d'alimen- tation en énergie électrique, chacune des sources étant équipée d'un contrôleur global d'isolement et alimentant au moins une dérivation via au moins un disjoncteur, chacune des dérivations étant équipée d'au moins un organe, tel qu'un tore homopolaire, de mesure locale d'intensité de courant de fuite, l'organe étant relié à un contrôleur local d'isolement, ou localisateur, une liaison informatique reliant chaque contrôleur global d'isolement à chaque localisateur associé afin de lui transmettre en particulier les données démodulées de la tension auxiliaire qu'il injecte sur son réseau, afin de réaliser le contrôle et la mesure d'isolement, et tous les réseaux ou générateurs étant soit reliés électriquement entre eux, soit aptes à être reliés entre eux par la fermeture de disjoncteurs de liaison pour réaliser ainsi une ou plusieurs configurations électrotechniques, l'installation se caractérisant en outre par le fait que, toutes lesdites liaisons informatiques formant un seul réseau local qui relie l'ensemble des contrôleurs d'isolement global et des localisateurs, des moyens de mesure, de calcul, et d'actionnement sont prévus pour élaborer et pour recueillir des données représentatives de l'état, ouvert ou fermé, de chacun desdits disjoncteurs et pour transmettre en conséquence, via le réseau local, des ordres d'exclusion de tous les contrôleurs d'isolement global qui se trouvent, selon la configuration électrotechnique de chaque portion d'instal- lation alimentée, sur une même configuration, à l'exception d'un seul de ceux-ci, qui fonctionne en pilote sur cette portion, par transmission des informations, en particulier de mesure de tension d'injection, à tous les localisateurs de cette portion, via ledit réseau-local. De toute façon, l'invention sera bien comprise, et ses avantages et autres caractéristiques ressortiront, lors de la description suivante de deux exemples non limitatifs de réalisation, en référence au dessin schématique annexé dans lequel: La figure 1 est un schéma synoptique de l'installation dans un cas général; La figure 2 est une représentation d'un graphe utilisé pour la gestion de l'installation selon la figure 1; et La figure 3 représente de la même façon que sur la figure 1, une installation de même type, mais dans une configuration très simplifiée; En se référant à la figure 1, il est représenté une installation électrotechnique d'alimentation en énergie électrique alternative triphasée à neutre isolé Dans cet exemple, l'installation électrotechnique comprend trois sources d'alimentation distinctes 1,2,3, débitant chacune sur un jeu de barres, respectivement 4,5,6, et un générateur électrique 4 a débitant sur un jeu de barres 7 Chaque jeu de barres 4 à 7 est normalement prévu pour alimenter, via un disjoncteur respectif Dl à D 4, sa propre configuration électrotechnique qui est constituée, dans cet exemple relativement simple, par un certain nombre de dérivations, ou départs: dérivations 8 à Il pour le jeu de barres 4; dérivations 12 à 14 pour le jeu de barres 5; dérivations 15 -a 17 pour le jeu de barres 6; et dérivations 18 à 20 pour le jeu de barres 7. De plus, les quatre configurations élémentaires peuvent être, selon les besoins, interconnectées via des disjoncteurs de liaison D 5, D 6, et D 7. Enfin, chacune des quatre configurations élémentaires est munie d'un dispositif de contrôle numérique d'isolement, semblable pour chacune d'elles, et comprenant par exemple pour la première configuration élémentaire ( 1,4,8 à 11): un contrôleur global d'isolement CP Iu, par exemple semblable à celui décrit dans le document FR-A-2 647 220 précité, qui est branché sur le jeu de barres 4 entre le réseau 1 et le disjoncteur Dl Le contrôleur CP Il mesure la résistance de fuite par démodulation synchrone de sa tension d'injection Ui et du courant de fuite If; et un contrôleur local d'isolement LOC 1, ou localisateur, qui reçoit une mesure locale du courant de fuite dans chacune des dérivations 8 à 1 i 1 grâce à des tores homopolaires de mesure 21 à 24, et qui calcule, toujours par démodulation synchrone, l'impédance locale de fuite en utilisant, d'une part la mesure locale, et d'autre part la mesure de le tension injectée Ui qui lui est transmise par le contrôleur d'isolement global CP Il via une liaison informatique 32. Il en est de même pour les trois autres configurations élémentaires précitées (voir les tores 23 à 31 et les localisateurs LOC 2 et LOC 4), et en fait la liaison informatique 32 constitue un réseau local qui relie ensemble tous les contrôleurs d'isolement global CP Il à CPI 4, et tous les localisateurs LOC 1 à LOC 4 En outre, le réseau local 32 relie les huit appareils à une unité centrale de gestion 33. Par ailleurs, chaque disjoncteur Dl à D 7 est équipé d'un moyen de test, constitué par exemple par un micro-contact auxiliaire classique, qui est apte à communiquer, via une liaison électrique respective 34 à 40, une information représentative de son état ouvert ou fermé à l'un des contrôleurs d'isolement CP Il à CPI 4, de façon que cet état puisse être transmis, via le réseau local 32, à l'unité de gestion 33. Tant que les quatre configurations élémentaires précitées fonctionnent séparément, c'est à dire si tous les disjoncteurs d'interconnexion D 5 à D 7 sont ouverts, aucune difficulté particulière ne se pose En revanche, le système de contrôle d'isolement ne peut plus fonctionner si plusieurs des configurations élémentaires sont interconnectées, par exemple les trois premières si les disjoncteurs D 5 et D 6 sont fermés, du fait que les contrôleurs d'isolement global, CPI 1 à CPI 3 dans cet exemple, alors interconnectés électriquement, injecteraient l'un dans l'autre. Pour rémédier à cette difficulté, l'unité de gestion 33 place alors autoritairement, via le réseau local 32, les contrôleurs d'isolement global CPI 2 et CPI 3 en mode exclu, c'est à dire qu'ils n'injectent plus rien Le seul contrôleur global d'isolement restant est le contrôleur CP Il qui fonctionne en pilote par injection de la tension Ui sur l'ensemble des trois configurations élémentaires et par transmission des données démodulées de la tension à tous les localisateurs LOC 1 à LOC 3 de l'ensemble. Bien entendu, la configuration restante 4,7,18 à 520, qui restent indépendante du fait que le disjoncteur de liaison D 7 est ouvert, continue à fonctionner seule avec ses deux contrôleurs CPI 4 et LOC 4. L'unité de gestion 33 procède au moyen de graphes, dont un exemple est représenté sur la figure 2 pour la configuration électrique ci-dessus (disjoncteurs Dl à D 6 fermés, disjoncteur D 7 ouvert). Sur ce graphe, les appareils CPI à CPI 4, LOC 1 à LOC 4, sont des sommets, tandis que les disjoncteurs Dl à D 7 sont des arcs: un arc existe si le disjoncteur correspondant est fermé, et n'existe pas dans le cas contraire. La configuration électrique précitée donne alors le graphe représenté sur la figure 2, qui montre nettement à l'unité 33 que les trois contrôleurs CPI à CPI 3 sont sur une même configuration, de sorte qu'il y a lieu d'en placer autoritairement deux en mode exclu, le dernier étant le pilote. Le choix du pilote est effectué par l'unité 33 selon un programme établi à l'avance, et cette dernière donne les ordres d'injection ou d'exclusion à tous les C Pl et, pour chaque localisateur, l'adresse du contrôleur pilote. Dans le cas des configurations électrotechniques très simples, telle que par exemple celle représentée sur la figure 3, comportant par exemple quatre contrôleurs d'isolement global CP Il à CPI 4 et quatre disjoncteurs Dl à D 4, l'unité de gestion n'est pas nécessaire. Le mode de fonctionnement de chaque contrôleur CP Il CPI 2,CPI 3,CPI 4 est déterminé par le contrôleur lui même en fonction de l'état du contact du disjoncteur Dl,D 2,D 3,D 4 Si le contact est ouvert, le contrôleur correspondant C Pl injecte mais n'envoie pas la tension UI aux localisateurs Si le contact est fermé, et en fonction du code adresse propre à chaque appareil et nécessaire aux bonnes communications sur la liaison informatique 32, chaque contrôleur décide s'il devient pilote ou exclu (L'appareil ayant l'adresse la plus petite devient pilote, les autres deviennent exclus). Comme il va de soi, l'invention n'est pas limité aux deux formes de réalisation qui viennent d'être décrites, et une infinité de configurations électrotechniques existe sans que l'on s'éloigne du domaine de l'invention. REVENDICATIONS 1 Dispositif de distribution d'énergie électrique comportant plusieurs sources d'alimentation ( 1 2,3,4), chacune de celles- ci étant équipée d'un contrôleur global d'isolement (C Pl à CPI 4) et alimentant au moins une dérivation ( 8 à 11, 12 à 14, 15 à 17, 18 à 20) via au moins un disjoncteur (Dl à D 4), chacune des dérivations étant équipées d'au moins un organe, tel qu'un tore homopolaire ( 21 à 31), de mesure locale d'intensité de courant de fuite, l'organe étant relié 'à un contrôleur local d'isolement, ou localisateur (LOC 1 à LOC 4), une liaison informatique reliant chaque contrôleur global d'isolement (CPI 1 à CPI 4) à chaque localisateur associé (LOC 1 à LOC 4) afin de lui transmettre en particulier les données démodulées de la tension auxiliaire (Ui) injectée sur le réseau ( 4 à 7) associé afin de réaliser un contrôle d'isolement, et tous les dispositifs d'alimentation ( 1 a 7) étant reliés électriquement entre eux, au moyen de disjoncteurs de liaison (D 5 à D 7) pour réaliser une configuration électrotechnique prédéterminée, caractérisé en ce que, l'ensemble des liaisons informatiques forme un seul réseau local ( 32) de transmission qui relie l'ensemble des contrôleurs (C Pl à CPI 4) et des localisateurs (LOC 1 à LOC 4), et que des moyens ( 34 40) demesure, de calcul, et d'actionnement, sont prévus pour élaborer et pour recueillir des données représentatives de l'état ouvert ou fermé de chacun desdits disjoncteurs (Dl à D 7) et pour transmettre, via le réseau-local ( 32), des ordres d'exclusion vers les contrôleurs d'isolement global (CPI 2 et CPI 3) qui se trouvent, selon la configuration électrotechnique de chaque portion d'instal- lation alimentée, sur la même configuration, à l'exception d'un seul de ceux-ci (CP Iu) qui fonctionne en pilote sur ladite portion en transmettant ses informations (Ui), à tous les localisateurs (LOC 1,LOC 2,LOC 3) de la portion via ledit réseau- local ( 32). 2 Dispositif de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un organe de gestion ( 33) branché sur ledit réseau-local-( 32), reçoit les informations de l'état desdits disjoncteurs (Dl à D 7) et transmet des informations d'exclusion ou de fonctionnement à tous les contrôleurs d'isolement global (CPI à CPI 4), ainsi que l'indication du contrôleur pilote à tous les localisateurs (LOC 1 à LOC 4). 3 Dispositif de distribution selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'unité de gestion ( 33) utilise des graphes avec des sommets constitués par les appareils de contrôle d'isolement (CP Il à CPI 4), LOC 1 à LOC 4) et des arcs reliant ou ne reliant pas ces sommets selon l'état, ouvert ou fermé, des disjoncteurs (Dl à D 7) que chacun des arcs représente. 4 Dispositif de distribution selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque contrôleur d'isolement global sert d'organe de gestion apte à décider de son propre fonctionnement ou de son exclusion des autres contrôleurs d'isolement global (CPI 2 à CPI 4). Dispositif de distribution selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que chaque disjoncteur (Dl à D 7) comporte des moyens ( 34 à 40) de test de son état ouvert ou fermé et de transmission de l'état à un contrôleur global d'isolement associé (CP Il à CPI 4).