Brevet FR2687192A1 — publié le 19930813

CENTRALE HYDRAULIOUE La présente invention est relative à une centrale hydraulique du type à pompage qui fonctionne tantôt en producteur d'énergie, tantôt en consommateur d'énergie. Dans le premier cas, de l'eau, tombant d'un niveau supérieur à un niveau inferieur, entraîne une turbine hydraulique accouplée à un alternateur qui fournit de l'énergie électrique à un reseau à travers un transformateur "très haute tension / moyenne tension" ( désigné dans la suite en abrégé par transformateur THT/MT), fonctionnant en élévateur de tension. Dans le second cas, le réseau fournit à un moteur, à travers le même transformateur THT/MT fonctionnant en abaisseur de tension, de l'énergie électrique, le moteur entraînant une pompe qui élève l'eau du niveau inférieur au niveau supérieur. L'excitation des machines est réalisé au moyen de générateurs statiques à thyristors alimentés par des transformateurs moyenne tension/basse tension (en abrégé MT/BT), connectés au transformateur THT/MT et pour cette raison appelés transformateurs de soutirage. Le poste est séparé du reseau par un disjoncteur à haute tension. Avant tout démarrage d'une machine, moteur ou alternateur selon le mode d'exploitation choisi, il est nécessaire de mettre sous tension le transformateur THT/MT pour que celui-ci soit en mesure d'alimenter le transformateur de soutirage correspondant à la machine utilisée. En raison de la faible puissance du transformateur de soutirage, tout se passe comme si le transformateur THT/MT était mis sous tension à vide. Or on sait que la mise sous tension d'un transformateur à vide peut donner naissance à un courant d'appel pouvant atteindre 5 à 10 fois le courant nominal; cette surcharge a pour effet de créer des fatigues dans le transformateur en raison des efforts électromagnétiques engendrés ainsi qu'un vieillissement des isolants. Or un transformateur d'une centrale hydraulique à pompage peut être sollicite plusieurs fois par jour, de sorte qu'à moins d'être surdimensionné de manière importante, le transformateur est sujet à une dégradation rapide. I1 a été proposé, notamment dans la revue ELECTRA n"94, de munir le disjoncteur d'un moyen pour insérer en parallèle sur ses contacts, à la fermeture, pendant 25 millisecondes, une résistance de 4300 ohms, ou, pendant au moins 13 millisecondes une résistance comprise entre 3000 et 7000 ohms. Le demandeur a constaté que la durée d'insertion est un paramètre essentiel pour la mise en oeuvre de cette technique. Si la durée est trop courte l'écrêtage du courant est insuffisant; si la durée est trop longue, l'énergie absorbée par la résistance est trop importante et peut conduire à sa destruction rapide. Un but de la présente invention est de proposer une valeur du temps d'insertion de la résistance assurant une réduction de la crête de courant d'appel à une valeur acceptable tout en absorbant l'énergie minimale dans la résistance. La présente invention a pour objet une centrale hydraulique fonctionnant tantôt en producteur d'énergie par l'action d' une turbine (T) entraînée par une chute d'eau d'un niveau supérieur (El) à un niveau inférieur (E2), ladite turbine étant couplée à un alternateur (A) relié à un réseau électrique (R)à travers un transformateur très haute tension/moyenne tension (THT/MT), tantôt en consommateur d'énergie en élevant de l'eau dudit niveau inférieur (E2) ledit niveau supérieur (El) au moyen d'une pompe (P) entraînée par un moteur électrique (M) alimente par ledit réseau (R) à travers ledit transformateur (THT/MT, ledit transformateur (THT/MT) étant relié au réseau par l'intermédiaire d'un disjoncteur à haute tension (DTHT) disposé en aval du transformateur et équipé d'un dispositif d'insertion temporaire à la fermeture d'une résistance (RF), caractérisé en ce que ladite résistance (RF) a une valeur comprise entre 500 et 100.000 ohms et que la durée d'insertion de ladite résistance (RF) à la fermeture du disjoncteur (DTHT) est comprise entre 15 et 19 millisecondes. L'invention est précisee ci-après en regard du dessin dans lequel: - la figure 1 est une représentation schématique d'une centrale hydraulique du type à pompage, - la figure 2 est un diagramme montrant l'allure du courant d'appel dans le cas d'une insertion de 13 millisecondes d'une résistance de 100.000 ohms, pour diverses valeurs de la phase de la tension à la fermeture du disjoncteur, - la figure 3 est une diagramme analogue dans le cas d'une insertion de 17 millisecondes. Dans la figure 1, la référence El désigne un réservoir d'eau à un niveau supérieur alimentant par une conduite CNl une turbine hydraulique T placée près d'un réservoir E2 à un niveau inférieur. La turbine est couplée à un alternateur A débitant sur un réseau R par l'intermédiaire d'un transformateur moyenne tension/haute tension THT/MT. Une pompe P, entraînée par un moteur M, permet de remonter l'eau du niveau inférieur au niveau supérieur; le moteur est alimenté par le réseau à travers le transformateur THT/MT. Des disjoncteurs D1 et D2 permettent d'isoler les appareils et de permettre les commutations d'un type de fonctionnement à l'autre. Un disjoncteur DTHT isole la centrale du réseau haute tension. On a désigné par T1 et T2 des transformateurs de soutirage pou l'alimentation de thyristors destinés à l'excitation du moteur et de l'alternateur. Comme il a été déjà expliqué, la commutation d'un type de fonctionnement à l'autre nécessite l'ouverture du disjoncteur DTHT de sorte que le transformateur THT/MT est soumis fréquemment à une mise sous tension à vide. La figure 2 illustre l'utilisation d'une résistance d'enclenchement de 100.000 ohms en parallèle sur les contacts du disjoncteur DTHT pendant une durée de 13 millisecondes, comme l'enseigne l'art antérieur. On constate que pour certaines valeurs de la phase O de la tension à la fermeture du disjoncteur, le courant d'appel IA atteint une valeur crête la inacceptable.Comme on le voit dans le diagramme, dès que O atteint 60 , le courant lA atteint 150A; il a été trouvé les valeurs suivantes de lA pour des phases supérieures: o = 65" lA = 300 A O = 70 lA = 400 A O = 80 lA = 130 A Selon l'invention, et comme il est illustré dans le diagramme de la figure 3, une durée d'insertion de 17 millisecondes résout parfaitement le problème puisque sur toute l'étendue des valeurs possibles de phase, le courant de crête lA n'excède pas quelques ampères. L'énergie absorbée par la résistance de fermeture reste faible, de l'ordre de quelques centaines de Joules. En pratique, la durée d'insertion est choisie entre 15 et 19 millisecondes. La mise en oeuvre de l'invention est aisée et bien connue. Il suffira de se reporter à l'enseignement du brevet français n"79 05 478 déposé le 2 mars 1979 au nom de Delle-Alsthom. La résistance de fermeture est soit à l'intérieur de la chambre de coupure du disjoncteur DTHT, soit dans une colonne séparée. REVENDICATIONS 4:Centrale hydraulique fonctionnant tantôt en producteur d'énergie par l'action d' une turbine (T) entraînée par une chute d'eau d'un niveau supérieur (El) à un niveau inférieur (E2), ladite turbine étant couplée à un alternateur (A) relié à un réseau électrique (R)à travers un transformateur très haute tension/moyenne tension (THT/MT), tantôt en consommateur d'énergie en élevant de l'eau dudit niveau inférieur (E2) audit niveau supérieur (El) au moyen d'une pompe (P) entraînée par un moteur électrique (M) alimenté par ledit réseau (R) à travers ledit transformateur (THT/MT, ledit transformateur (THT/MT) étant relié au réseau par l'intermédiaire d'un disjoncteur à haute tension (DTHT) disposé en aval du transformateur et équipé d'un dispositif d'insertion temporaire à la fermeture d'une résistance (RF), caractérisé en ce que ladite résistance (RF) a une valeur comprise entre 500 et 100.000 ohms et que la durée d'insertion de ladite résistance (RF) à la fermeture du disjoncteur (DTHT) est comprise entre 15 et 19 millisecondes.