Brevet FR2755800A1 — publié le 19980515

Dispositif d'atténuation ou d'élimination d'au moins un signal harmonique Perturbateur dans une ligne de distribution électrique. La présente invention concerne des perfectionnements apportés aux dispositifs d'atténuation ou d'élimination d'au moins un signal harmonique de tension perturbateur qui est présent dans une ligne de distribution sous moyenne ou basse tension d'une installation de transport d'énergie électrique comportant - une ligne d'alimentation ou de transport sous haute tension alternative (HT), - une pluralité de départs comprenant chacun au moins une ligne de distribution sous moyenne ou basse tension alternative, - et un poste source comprenant . une pluralité de moyens transformateurs abaisseurs de tension interposés entre la ligne d'alimentation sous haute tension (HT) et respectivement les départs sous moyenne ou basse tension, . des moyens générateurs d'au moins un signal de télécom mande véhiculé par lesdites lignes de distribution sous moyenne ou basse tension, . des moyens générateurs d'un signal de compensation ayant la même fréquence qu'un signal harmonique perturbateur et une amplitude et une phase prédéterminées en relation avec celles dudit signal harmonique perturbateur présent dans au moins une des susdites lignes de distribution sous moyenne ou basse tension, . et des moyens d'injection dudit signal de télécommande et dudit signal de compensation qui sont disposés en aval des moyens transformateurs abaisseurs de tension précités. La demande de brevet FR 2 727 262 au nom de la Demanderesse décrit un tel dispositif. On rappellera, en se référant à la figure 1 des dessins ci-annexés (laquelle figure correspond en substance à la fig. 2 du document FR 2 727 262), que le dispositif en question consiste à réaliser le générateur de signal de télécommande 8 et le générateur de signal de compensation 9 sous forme intégrée 1 et à raccorder ce double générateur 1, à travers un shunt 2, à l'enroulement primaire d'un transformateur 3 d'injection en série qui est inséré dans le poste source 4 immédiatement en aval du transformateur abaisseur 5, lequel, à partir d'une ligne d'alimentation ou de transport sous haute tension HT, alimente un départ (ou jeu de barres) 6 d'au moins une ligne 7 de distribution sous moyenne ou basse tension. Toutefois, en pratique le poste source présente une structure plus complexe que celle envisagée à la fig. 1 et, comme représenté schématiquement à la fig. 2 du dessin ciannexé, le poste source est souvent équipé de plusieurs transformateurs abaisseurs 5t, 52,---, tous reliés au primaire à la même ligne HT et alimentant au secondaire respectivement plusieurs départs 61, 62,... ayant chacun au moins une ligne 71, 72,... de distribution sous moyenne ou basse tension. La transmission des signaux de télécommande dans les lignes s' effectue par l'intermédiaire de transformateurs d'injection 31, 32,... disposés en aval des transformateurs abaisseurs respectifs 51 52,... Par contre, il est suffisant d'avoir recours à un seul générateur 8 de signal de télécommande (par exemple signal 175Hz) et à un seul shunt 2 qui sont raccordés en parallèle aux transformateurs d'injection 31 et 32 dans l'exemple représenté à la figure 2. Toutefois, pour réduire le courant à fréquence du réseau (50 Hz) qui circule dans le shunt 2 et réduire le signal résiduel de télécommande (par exemple à fréquence de 175 Hz) transmis vers le réseau d'alimentation HT, on effectue de préférence l'injection du signal de télécommande de façon déphasée dans les différents départs, notamment en opposition de phase dans le cas de deux départs (cas représenté à la fig. 2) ou en rotation de phase dans le cas d'un nombre supérieur de départs ou bien également on peut effectuer une injection alternée du signal de télécommande sur les différents départs. Dans un tel agencement, si un signal harmonique perturbateur apparaît sur au moins une ligne d'un des départs, ou bien si plusieurs signaux harmoniques perturbateurs apparaissent sur les lignes de plusieurs départs, il n'y a en général aucune raison pour que lesdites tensions harmoniques soient identiques sur les divers départs : si une compensation unique de tension harmonique est effectuée pour l'ensemble du poste source, il sera certes possible de compenser un signal harmonique perturbateur sur un des départs, mais la compensation d'autres signaux harmoniques perturbateurs sur d'autres départs ne pourra pas être réalisée, voire même des signaux harmoniques pourront être injectés dans des lignes non polluées. En conséquence, la solution proposée dans le document FR 2 727 262 et exposée plus haut en regard de la fig. 1, qui consiste à injecter simultanément le signal de télécommande 8 et le signal de compensation harmonique (ou filtre actif) 9, ne peut pas être reconduite dans le cas où le poste source inclut plusieurs départs. L'invention a donc essentiellement pour but de proposer un agencement perfectionné de dispositif d'attenuation ou de compensation harmonique qui soit efficace dans une configuration d'alimentation électrique à plusieurs départs, en étant propre à assurer une atténuation ou une compensation harmonique efficace sur chaque départ du poste source. A cette fin, un dispositif d'atténuation ou de compensation harmonique tel que défini au préambule se caractérise essentiellement, étant agencé conformément à l'invention, en ce que - les moyens d'injection comprennent une pluralité de transformateurs d'injection disposés respectivement entre les moyens transformateurs abaisseurs de tension et les départs correspondants, - chaque transformateur d'injection comporte deux enroule ments primaires distincts (respectivement premier et second enroulements primaires), - les moyens générateurs d'au moins un signal de télécom mande sont uniques et raccordés en parallèle à tous les premiers enroulements primaires des transformateurs d'injection, - et au moins le second enroulement primaire du transforma teur d'injection associé au départ comprenant une ligne de distribution véhiculant un signal harmonique perturbateur est raccordé aux moyens générateurs de signal de compensa tion dudit signal harmonique perturbateur. Dans un premier mode de réalisation possible qui permet d'assurer des compensations harmoniques simultanées et indépendantes sur tous les départs du poste source, les moyens générateurs de signal de compensation sont multiples en nombre égal à celui des transformateurs d'injection et sont connectés respectivement au second enroulement primaire des transformateurs d'injection respectifs. Dans un second mode de réalisation possible qui est propre à assurer une compensation harmonique sélectivement sur un seul des départs, les moyens générateurs de signal de compensation sont uniques et il est prévu au moins un moyen commutateur pour les commuter sur le second enroulement primaire de celui des transformateurs d'injection qui est associé au départ comportant au moins une ligne de distribution véhiculant ledit signal harmonique perturbateur. On peut également prévoir une disposition intermédiaire consistant en ce que les moyens générateurs de signal de compensation sont multiples en nombre inférieur à celui des départs du poste source et des moyens commutateurs respectifs sont associés à chaque moyen générateur pour le commuter sur le second enroulement primaire du transformateur d'injection de la ligne d'alimentation connectée au départ comportant au moins une ligne de distribution véhiculant ledit signal harmonique perturbateur. Pour assurer la régulation de la compensation harmonique dans le cas d'une tension harmonique perturbatrice évolutive, on prévoit que, chaque départ étant une ligne n-phasée, on associe, à chaque transformateur n-phasé d'injection, un groupe de n transformateurs de potentiel propre à mesurer les tensions n-phasées en amont du transformateur d'injection. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit de certains modes de réalisation détaillés donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs. Dans cette description, on se réfère aux dessins annexés sur lesquelles - les figures 3 à 5 sont des schémas illustrant respectivement trois modes de réalisation d'installation électrique agencées conformément à l'invention, et - la figure 6 est un schéma illustrant l'agencement d'un transformateur d'injection. A la figure 3 est représenté un premier mode de réalisation d'une installation d'alimentation électrique incluant un poste source qui, à titre d'exemple, est suppose comporter trois départs. L'agencement général de l'installation est celui indiqué plus haut en référence avec la fig. 2 et un seul générateur 8 de signal de télécommande est connecté en parallèle aux trois départs 61 à 63 (sur la fig. 3, on a repris les mêmes références numériques qu'à la fig. 2 pour désigner les éléments identiques). Toutefois, les transformateurs d'injection loi à 103 sont ici équipés chacun de deux enroulements primaires. Dans ces conditions, le générateur 8 de signal de télécommande est raccordé à un premier des enroulements primaires des transformateurs d'injection loi à 103. Par ailleurs, à chaque second enroulement primaire des transformateurs d'injection 101 à 103 est connecté un générateur spécifique 91 à 93 de signal de compensation harmonique (filtre actif). Chaque générateur 91 à 93 peut être constitué comme indiqué dans le document FR 2 727 262. I1 est ainsi possible de compenser simultanément, et de façon indépendante, des signaux harmoniques perturbateurs distincts présents simultanément dans plusieurs départs. Un tel agencement confère une souplesse et une efficacité de fonctionnement maximales. Dans le cas où un signal harmonique perturbateur ne peut apparaître que sur un seul départ 6 à un moment donné, le montage de la fig. 3 est superflu, et il est possible de ne faire appel, comme illustré à la fig. 4, qu'à un seul générateur 9 de signal de compensation harmonique auquel est associé un commutateur 11 permettant de le raccorder sélectivement au second enroulement primaire de l'un quelconque des transformateurs d'injection 101 à 103. En pratique, il est connu, lorsqu'un transformateur abaisseur 5 est défaillant (par exemple le transformateur 51) de le mettre hors circuit et de raccorder le départ 6 correspondant (par exemple le départ 6l) à un autre départ (par exemple 62) par l'intermédiaire d'un commutateur non représenté ; les deux départs (par exemple 61 et 62) sont alors alimentés par le même transformateur (par exemple 52). Dans ce cas, on peut avoir recours au montage illustré à la fig. 5 qui fait appel à plusieurs générateurs 9a 9b de signal de compensation harmonique qui sont toutefois en nombre inférieur à celui des départs. Un nombre correspondant de sélecteurs lia, 11b permet de mettre sélectivement les générateurs 9 en liaison avec par exemple deux transformateurs d'injection de respectivement deux départs (sur la fig. 5, les liaisons entre les seconds enroulements primaires des transformateurs d'injection 10, les commutateurs 11 et les générateurs 9 ont été schématisées par un trait unique pour simplifier le dessin). Ainsi, il est possible de connecter chaque générateur 9 sur le transformateur d'injection de la ligne effectivement en fonction, qu'il s'agisse de configuration normale ou de la configuration de secours. Par ailleurs, pour réaliser une régulation automati que de la compensation d'une tension harmonique variable dans le temps dans les conditions exposées dans le document FR 2 727 262, on associe à chaque transformateur d'injection un ou plusieurs (selon le nombre de phases) transformateurs de potentiel réalisant la mesure de la tension en amont du transformateur d'injection (c'est-à-dire du côté du transformateur abaisseur), qui sera ensuite filtrée et utilisée pour constituer une consigne pour l'injection en ligne de la tension de compensation harmonique. Autrement, dans le cas d'un départ n-phasé, on associe, à chaque transformateurphasé d'injection, un groupe de n transformateurs de potentiel. A la figure 6, est représenté le schéma simplifié d'un tel agencement dans le cas du triphasé (n = 3). Le transformateur de potentiel 12, constitué de trois transformateurs de phases, a ses trois entrées raccordées respectivement aux trois entrées des enroulements de phases (phl, ph2, ph3) secondaires (raccordés au transformateur abaisseur 5 correspondant) du transformateur d'injection 10. Les deux enroulements primaires de chaque phase sont, eux, raccordés respectivement au générateur de signal de télécommande 8 et au générateur de signal de compensation harmonique 9 associés à la phase correspondante. Comme il va de soi et comme il résulte déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse au contraire toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'atténuation ou d'élimination d'au moins un signal harmonique de tension perturbateur qui est présent dans une ligne de distribution sous moyenne ou basse tension d'une installation de transport d'énergie électrique comportant - une ligne d'alimentation ou de transport sous haute tension alternative (HT), - une pluralité de départs (6) comprenant chacun au moins une ligne (7) de distribution sous moyenne ou basse tension alternative, - et un poste source (4) comprenant . une pluralité de moyens transformateurs abaisseurs de tension (5) interposés entre la ligne d'alimentation sous haute tension (HT) et respectivement les départs sous moyenne ou basse tension (6), . des moyens (8) générateurs d'au moins un signal de télécommande véhiculé par lesdites lignes de distribution sous moyenne ou basse tension, . des moyens (9) générateurs d'un signal de compensation ayant la même fréquence qu'un signal harmonique perturba teur et une amplitude et une phase prédéterminées en relation avec celles dudit signal harmonique perturbateur présent dans au moins une des susdites lignes de distribu tion sous moyenne ou basse tension, . et des moyens (10) d'injection dudit signal de télécom mande et dudit signal de compensation qui sont disposés en aval des moyens transformateurs abaisseurs de tension précités, caractérisé en ce que - les moyens d'injection (10) comprennent une pluralité de transformateurs d'injection disposés respectivement entre les moyens transformateurs abaisseurs de tension (5) et les départs correspondants (6), - chaque transformateur d'injection (5) comporte deux enroulements primaires distincts (respectivement premier et second enroulements primaires), - les moyens générateurs d'au moins un signal de télécom mande (8) sont uniques et raccordés en parallèle à tous les premiers enroulements primaires des transformateurs d'injection (10), - et au moins le second enroulement primaire du transforma teur d'injection (10) associé au départ (6) comprenant une ligne de distribution (7) véhiculant un signal harmonique perturbateur est raccordé aux moyens générateurs de signal de compensation dudit signal harmonique perturbateur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens générateurs de signal de compensation (9) sont multiples en nombre égal à celui des transformateurs d'injection (10) et sont connectés respectivement au second enroulement primaire des transformateurs d'injection (10) respectifs. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens générateurs de signal de compensation (9) sont uniques et en ce qu'il est prévu au moins un moyen commutateur (11) pour les commuter sur le second enroulement primaire de celui des transformateurs d'injection (10) qui est associé au départ (6) comportant au moins une ligne de distribution (6) véhiculant ledit signal harmonique perturbateur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens générateurs de signal de compensation (9) sont multiples en nombre inférieur à celui des départs (6) du poste source (4) et en ce que des moyens commutateurs (11) respectifs sont associés à chaque moyen générateur (9) pour le commuter sur le second enroulement primaire du transformateur d'injection (10) de la ligne d'alimentation connectée au départ (6) comportant au moins une ligne de distribution (7) véhiculant ledit signal harmonique perturbateur. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, chaque départ étant une ligne n-phasée, on associe, à chaque transformateur n-phasé d'injection (10), un groupe de n transformateurs de potentiel (12) propre à mesurer les tensions n-phasées en amont du transformateur d'injection (10).