Brevet FR2858881A1 — publié le 20050218

-1- DISPOSITIF DE LIMITATION DU COURANT D'APPEL LORS DE LA FERMETURE DE L'ORGANE DE COUPURE 5 D'UN CIRCUIT D'ALIMENTATION ÉLECTRIQUE La présente invention a pour objet un dispositif de limitation du courant d'appel lors de la fermeture de l'organe de coupure d'un circuit d'alimentation 10 électrique. Il concerne d'une manière générale le domaine industriel et commercial de la fabrication et de la diffusion d'équipements utilisés pour interrompre et rétablir le passage de courant électrique alternatif monophasé ou triphasé et est destiné à absorber les effets capacitifs ou magnétisants du circuit utilisateur. La mise en service, ou le rétablissement de l'alimentation après coupure, d'installations électriques comportant des condensateurs ou des appareils induisant des effets capacitifs ou magnétisants peut engendrer un courant d'appel important nécessitant le surdimensionnement des disjoncteurs et autres appareils de coupure et de protection, ou l'utilisation de selfs de choc très encombrantes et onéreuses. Les moyens utilisés actuellement pour limiter les courants magnétisants ou courants d'appel dépendent de la tension d'utilisation - En très basse tension (TBT: moins de 50 volts), les puissances mises en jeu étant très faibles, le principe de protection consiste en général à masquer les protections pendant que le courant magnétisant est le plus grand, ceci par action sur des fusibles ou des disjoncteurs magnétiques de type temporisé. - En basse tension (BT: de 50 à 1000 volts), où les puissances mises en oeuvre sont beaucoup importantes, en plus des principes énoncés ci-dessus, les constructeurs proposent des selfs à insérer dans les circuits à plusieurs transformateurs ou des démarreurs dans le cas du démarrage de gros moteurs. 2858881 -2- - En haute tension (HT: plus de 1000 volts), seuls quelques établissements ont été, à ce jour, traités à leur origine en utilisant une ou plusieurs selfs dont les dimensions entraînent l'obligation de disposer d'emplacements spéciaux. Par exemple, une self de choc montée à l'air libre, utilisée pour l'équipement d'un hôpital de Bordeaux, occupe 25 m2 au sol. De plus, le renforcement des réseaux, et principalement les réseaux de ville enterrés, augmentent le phénomène des courants magnétisants de par leur qualité à ne plus accepter les baisses de tension. Le dispositif selon la présente invention a pour objectif de permettre une limitation efficace du courant d'appel, en particulier dans les domaines de la basse et de la moyenne tension (jusqu'à 25KV) au moyen d'équipements remplaçant avantageusement les selfs de choc en présentant un encombrement raisonnable n'entraînant pas d'investissements prohibitifs. Le montage peut en effet être réalisé dans un encombrement identique à celui des fusibles des divers constructeurs, ce qui lui permet d'être incorporé dans une cellule de poste ou tableau de distribution. Le système permet la gestion du courant magnétisant, la décharge des courants induits sur la boucle, la reprise du circuit à une tension égale à la moitié de la tension nominale sur les premières sinusoïdes, ce qui assure un fonctionne-ment du disjoncteur principal à faible charge et la possibilité de remplacement de ce disjoncteur en cas de pannes ou de maintenance. Il est constitué d'une diode ou de plusieurs diodes en série dans le même sens, montées sur la phase ou sur chaque phase du circuit d'alimentation, en parallèle avec l'organe de coupure ou de protection, le montage étant agencé de façon à pouvoir, lors de sa mise en service ou de sa remise en service, alimenter le circuit utilisateur durant un certain nombre d'alternances par le seul intermédiaire de la ou des diodes, avant d'enclencher l'organe de coupure ou de protection. Sur les dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs de formes de réalisation conformes à la présente demande: la figure 1 est un schéma de principe d'un système d'alimentation électrique conforme à l'invention, 2858881 -3- la figure 2 représente un tel système triphasé destiné à l'alimentation d'un circuit moyenne tension et comportant plusieurs diodes en série sur chaque phase et la figure 3 représente une variante du système destinée à 5 l'alimentation d'un moteur basse tension triphasé par un groupe électrogène. Le dispositif, figures 1 à 3, est constitué d'un ou plusieurs diodes 1 associée(s) à un organe de coupure 2 tel que disjoncteur ou interrupteur raccordé respectivement au réseau d'alimentation 3 en amont et au circuit utilisateur 4 én 10 aval. La ou les diodes 1 sont montées en parallèle avec l'organe de coupure 2 et mises sous tension avant la fermeture de ce dernier, par exemple au moyen d'un interrupteur 5. L'ensemble diode(s) 1 et interrupteur 5 pourra avantageusement être incorporé dans une cellule dite "descente de barre" d'un tableau de distribution. Dans le cas de la moyenne tension, plusieurs diodes 1, 1', 1" sont mises en série sur chaque phase, jusqu'a obtention de la tension d'utilisation et de 20 mise en service du circuit utilisateur 4. (figure 2) Pour l'instant, en l'état actuel des composants semi-conducteurs et principalement des diodes où le niveau unitaire de service est garanti pour 1500 V et une puissance de 1000 A, un montage série pour réseau 25 KV est envisageable, mais pas encore pour les réseaux 63 KV. D'une façon générale, la ou les diodes 1, 1', 1" sont toujours disposées en série dans un seul sens et sur la ou les phases. Deux types de fonctionnement sont à prévoir - a) La reprise d'une utilisation derrière un ou plusieurs transforma- teurs. La limitation ne dure que quelques alternances, le temps de fermeture du disjoncteur ou de l'interrupteur principal 2 ou du contacteur de ligne qui est de de l'ordre de 50 à 100 millisecondes (figure 2). 2858881 -4- La reprise utilisation s'effectue en fermant l'interrupteur 5 de mise sous tension des diodes 1, ce qui provoque la fermeture du disjoncteur principal 2. La position fermée de ce disjoncteur provoque l'ouverture de l'interrupteur 5. - b) La reprise directe ou la mise en route d'un consommateur spécifique tel que, par exemple, le démarrage d'un moteur 6 basse tension alimenté par un groupe électrogène (figure 3). Dans ce cas, la durée de la limitation sera proportionnelle au travail souhaité. Les diodes 1 sont mises en série sur le premier temps de démarrage du contacteur général 7 comme s'il s'agissait d'un montage étoile-triangle. La durée sera proportionnelle aux meilleures performances du groupe électrogène, mais aussi du moteur 6. Le temps de base sera d'environ dix secondes. Le positionnement des divers éléments constitutifs donne à l'objet de l'invention un maximum d'effets utiles qui n'avaient pas été, à ce jour, obtenus par 15 des systèmes similaires. REVENDICATIONS 1 . Dispositif de limitation du courant d'appel lors de la fermeture de l'organe de coupure d'un circuit d'alimentation électrique, destiné à absorber les effets capacitifs ou magnétisants d'un circuit utilisateur alternatif monophasé ou triphasé se produisant au rétablissement du courant. caractérisé en ce que qu'il est constitué d'au moins une diode (1) montée sur la phase ou sur chaque phase du circuit d'alimentation, en parallèle avec l'organe de coupure (2) ou de protection, le montage étant agencé de façon à pouvoir, lors de sa mise en service ou de sa remise en service, alimenter le circuit utilisateur (4) durant un certain laps de temps par le seul intermédiaire de la ou des diodes (1, 1', 1"), avant d'enclencher ledit organe de coupure ou de protection. 2 . Dispositif selon la revendication 1, se caractérisant par le fait que le circuit d'alimentation est triphasé, chaque phase comportant au moins une diode (1). 3 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait que le circuit d'alimentation est en moyenne tension et que chaque phase comporte plusieurs diodes (1, 1', 1") en série. 4 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, se 25 caractérisant par le fait que toutes les diodes (1, 1', 1") sont disposées dans le même sens. 5 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, se caractérisant par le fait qu'il comporte un interrupteur (5) de mise sous 30 tension de la ou des diodes (1, 1', 1"). 6 . Dispositif selon la revendication 5, se caractérisant par le fait que l'ensemble diode(s) (1, 1', 1") et interrupteur (5) est incorporé dans une cellule de type "descente de barre" d'un tableau de distribution. 2858881 -6- 7 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6, se caractérisant par le fait qu'il est agencé de façon à ce que la fermeture de l'interrupteur (5) de mise sous tension de la ou des diodes (1, 1', 1") provoque la fermeture de l'organe de coupure (2) principal et en ce que la position fermée dudit organe de coupure provoque l'ouverture de l'interrupteur (5). 8 . Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, se caractérisant par le fait que qu'il est destiné à la mise ou la remise en service d'un consommateur spécifique tel que moteur (6) triphasé, les diodes (1) étant montées en série avec le contacteur général (7) dudit consommateur spécifique.