FR2873490A1 - Dispositif de commutation de commande de phase - Google Patents
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Abstract
Des bornes de contacts respectives, dans des espaces respectifs (52a, 52b, 52c) de suppression d'arcs de sectionneurs respectifs (50) s'ouvrent en un point zéro de tension d'une phase quelconque de trois phases (R, S, T), de façon simultanée parmi les trois phases. Si l'interruption du courant est exécutée simultanément pour les trois phases, lorsque les sectionneurs des trois phases s'ouvrent, les niveaux de flux magnétique résiduel des phases respectives d'un transformateur (10) peuvent être commandés afin que le niveau du flux magnétique résiduel de la phase ouverte au point zéro de tension soit maximum (par exemple, -2K ou +2K) et les niveaux de flux magnétique résiduel des deux autres phases soient opposés en polarité au niveau de flux magnétique résiduel de la phase concernée, et sensiblement égaux au même flux magnétique résiduel (par exemple +K et +K ou -K et -K), ce qui représente environ une moitié du niveau de flux magnétique résiduel de la phase concernée.
Description
DISPOSITIF DE COMMUTATION DE COMMANDE DE PHASE Contexte de l'invention
Domaine de l'invention La présente invention concerne un dispositif de commutation de commande de phase destiné à commander le temps de commutation d'un dispositif de commutation d'énergie électrique, tel un sectionneur, en tenant compte du flux résiduel magnétique du noyau d'un dispositif de transformation d'énergie électrique, tel un transformateur ou une inductance de compensation, moyennant quoi l'occurrence d'un courant d'excitation entrant transitoire causée par la commutation du dispositif de commutation, qui est nocive pour le dispositif de transformation relié à un système d'alimentation, peut être réduite au niveau minimum.
Description de l'art connexe
Il est connu un dispositif de commutation de commande de phase dans lequel, lorsqu'un flux magnétique résiduel est présent dans le noyau d'un transformateur ou dans le noyau d'une inductance de compensation, un phénomène de surtension de commutation transitoire est supprimé en estimant le flux magnétique résiduel de chaque phase du transformateur ou de l'inductance de compensation et en actionnant un sectionneur un instant optimal de manoeuvre correspondant au flux magnétique résiduel de chaque phase (voir par exemple dans le brevet JP-A-2001-218354 les paragraphes [0004], [0007], [0008] et les figures 1, 24).
Dans le dispositif de commutation de commande de phase traditionnel, on suppose que l'interruption s'exécute en un point zéro de courant qui se produit dans un intervalle correspondant à un degré électrique de 60 de fréquence réseau, à chaque phase, lorsque chacun des sectionneurs des trois phases est ouvert, et ainsi le flux magnétique résiduel de la première phase d'interruption est donc égal à zéro tandis que le flux magnétique résiduel de la seconde phase d'interruption ou de la troisième phase d'interruption est égal à +K ou -K. Par conséquent, même si l'opération de fermeture d'un sectionneur est commandé en tenant compte du flux magnétique de chaque phase, il existe une différence dans la valeur du flux magnétique résiduel entre une seconde phase de manoeuvre (par exemple, une phase de -K dans le flux magnétique résiduel) et une troisième phase de manoeuvre (par exemple une phase de zéro dans le flux magnétique résiduel), juste après la manoeuvre de la première phase (par exemple une phase de +K dans le flux magnétique résiduel). Par conséquent, lorsque la seconde phase de manoeuvre et la troisième phase de manoeuvre ont lieu dans cet état, l'une quelconque ou les deux de la seconde phase de manoeuvre et de la troisième phase de manoeuvre ont lieu à un degré électrique pour lequel le flux magnétique résiduel et le flux magnétique stationnaire ne coïncident pas l'un avec l'autre. Par conséquent, il se produit un phénomène transitoire de flux magnétique et un flux magnétique continu vient se superposer à l'une quelconque ou aux deux de la seconde phase de manoeuvre et de la troisième phase de manoeuvre. L'inconvénient est donc que le courant d'excitation entrant transitoire causé par la commutation du dispositif de commutation, nocif pour le transformateur, ne peut être réduit au niveau minimum lorsque se produit une saturation magnétique.
Résumé de l'invention La présente invention a été mise en oeuvre du fait de la situation qui précède, et a pour objet de proposer un dispositif de commutation de commande de phase destiné à commander l'opération d'ouverture/fermeture d'un sectionneur de telle sorte que la différence de flux magnétique résiduel entre une seconde phase de manoeuvre et une troisième phase de manoeuvre est sensiblement égale à zéro, même après la manoeuvre de la première phase, lors de l'interruption de courant pour les trois phases simultanément avec l'ouverture du sectionneur.
Un dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention comprend une unité transformateur reliée à un système d'alimentation, un sectionneur pour chaque phase, qui est relié à l'unité transformateur et est ouvert pour couper un courant de défaillance et un courant de charge de l'unité transformateur et est manoeuvré (fermé) afin d'exciter l'unité transformateur, une unité de mesure de tension destinée à mesurer les tensions d'un côté unité transformateur et d'un côté système d'alimentation du sectionneur de chaque phase, et un processeur d'opération de commutation de commande de phase destiné à exécuter une opération de commutation du sectionneur de chaque phase en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur, dans lequel, lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase estime un point zéro périodique d'une phase à partir de la phase d'une forme d'onde de tension mesurée par l'unité de mesure de tension pour chaque phase, et ouvre chaque borne de contact du sectionneur au voisinage du point zéro de tension de ladite phase au même instant en ce qui concerne les trois phases et, lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction de fermeture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase estime un point zéro périodique de ladite phase à partir de ladite phase de la forme d'onde de tension de ladite phase mesurée par l'unité de mesure de tension de ladite phase, définit ladite phase ouverte au point zéro de tension comme première phase de manoeuvre, manoeuvre ladite phase au point de manoeuvre auquel le courant d'excitation entrant au moment de la manoeuvre est sensiblement minimum, en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur et manoeuvre les autres phases au voisinage du point zéro de tension de ladite phase après le point de manoeuvre de ladite phase.
Par ailleurs, un dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention est équipé d'une unité transformateur reliée au système d'alimentation, d'un sectionneur de chaque phase, qui est ouvert pour couper le courant de défaillance ou le courant de charge de l'unité transformateur et est manoeuvré (fermé) afin d'exciter l'unité transformateur, d'une unité de mesure de tension destinée à mesurer les tensions d'un côté unité transformateur et d'un côté système d'alimentation du sectionneur d'une phase spécifique parmi les trois phases, et d'un processeur d'opération de commutation de commande de phase destiné à exécuter l'opération de commutation du sectionneur de chaque phase en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur, dans lequel, lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase définit la phase spécifique, estime un point zéro de tension périodique de la phase spécifique en se basant sur la phase d'une forme d'onde de tension mesurée par l'unité de mesure de tension pour la phase spécifique, ouvre chaque borne de contact du sectionneur au voisinage du point zéro de tension de la phase spécifique au même instant en ce qui concerne les trois phases et, lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction de fermeture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase estime le point zéro périodique de la phase spécifique à partir de la phase de la forme d'onde de tension de la phase spécifique mesurée par l'unité de mesure de tension de la phase spécifique, définit la phase spécifique ouverte au point zéro de tension comme une première phase de manoeuvre, et manoeuvre la phase spécifique en un point de manoeuvre auquel le courant d'excitation entrant au point de manoeuvre est minimum, en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur, et manoeuvre les autres phases au voisinage du point zéro de tension de la phase spécifique après le point de manoeuvre de la phase spécifique.
Selon le dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention, chaque borne de contact de chaque sectionneur est ouverte au point zéro de tension d'une phase quelconque parmi les trois phases ou d'une phase spécifique définie au même instant en ce qui concerne trois phases, et la phase ouverte au point zéro de tension est définie comme une première phase de manoeuvre. Lorsque le courant est interrompu pour les trois phases simultanément avec l'ouverture des sectionneurs respectifs des trois phases, le niveau de flux magnétique résiduel de chaque phase de l'unité transformateur peut être commandé de telle sorte que le niveau de flux magnétique résiduel de la phase interrompue au point zéro de tension est maximum (par exemple, -2K ou +2K) tandis que les niveaux de flux magnétique résiduel des deux autres phases sont définis afin d'être opposés en polarité au niveau du flux magnétique résiduel de la phase concernée, et sensiblement égaux au même niveau de flux magnétique résiduel (par exemple, +K et +K, ou -K et -K) qui représente environ la moitié du niveau de flux magnétique résiduel de la phase concernée. Par conséquent, en manoeuvrant d'abord la phase interrompue au point zéro de tension, la différence de flux magnétique résiduel entre la seconde phase de manoeuvre et la troisième phase de manoeuvre, juste avant la manoeuvre de la première phase peut être rendue sensiblement égale à zéro. De ce fait, puisque la seconde phase de manoeuvre et la troisième phase de manoeuvre peuvent être manoeuvrées au degré électrique auquel le flux magnétique résiduel et le flux magnétique stationnaire coïncident sensiblement l'un avec l'autre, l'occurrence du phénomène transitoire du flux magnétique peut être éliminée, et l'occurrence de la saturation magnétique peut être éliminée car le flux magnétique devient un flux magnétique symétrique, de telle sorte que le courant d'excitation entrant transitoire causé par la commutation du dispositif de commutation, qui est nocif pour l'unité transformateur, peut être réduit à un niveau minimum.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description ci-après, faite en référence aux dessins annexés.
Brève description des dessins
La figure 1 est un schéma de principe illustrant la structure d'un dispositif de commutation de commande de phase selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est un diagramme des temps indiquant les comportements de tension, courant, flux magnétique, etc. de chaque phase afin d'expliquer l'opération d'ouverture du dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention; la figure 3 est un diagramme des temps indiquant l'opération de fermeture du dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention; et la figure 4 est un diagramme des temps illustrant les comportements de tension, courant et flux magnétique de chaque phase durant l'opération de fermeture illustrée par le diagramme des temps de la figure 3.
Description détaillée des modes de réalisation préférés Des modes de réalisation détaillés selon la présente invention vont maintenant être décrits en référence aux dessins annexés.
[Premier mode de réalisation] La figure 1 est un schéma de principe illustrant la structure d'un dispositif de commutation de commande de phase selon un premier mode de réalisation de la présente invention. Sur la figure 1, le numéro de référence 10 représente une unité transformateur tel un transformateur ou une inductance de compensation, représenté sur la figure par le transformateur 10. Le transformateur 10 est relié à un système d'alimentation d'une ligne d'alimentation électrique, via un sectionneur 50. Afin de permettre aux bornes de contact des compartiments d'élimination d'arcs 52a, 52b, 52c du sectionneur 50 d'exécuter séparément une opération de commutation (ouverture/fermeture), sont prévus des dispositifs de commande indépendants 54a, 54b, 54c. Des unités de mesure de tension 72a, 72b, 72c et 73a, 73b, 73c sont respectivement présentes entre le transformateur 10 de chaque phase R, S, T et le sectionneur 50 et du côté système d'alimentation du sectionneur 50 de chaque phase R, S, T. Un processeur d'opération de commutation de commande de phase 80 comprend un ordinateur, ou équivalent, et contient, comme fonctions, un détecteur de phase de référence 82, un contrôleur de calcul/opération 81 et un détecteur de flux magnétique résiduel 83. Par ailleurs, un signal d'ouverture/fermeture 31, et des données de mesure 32 de la température ambiante, de la pression de fonctionnement et de la tension de commande des dispositifs de commande 54a, 54b et 54c sont appliqués au contrôleur de calcul/opération 81. Le signal d'ouverture/fermeture 31 est une instruction d'ouverture/fermeture vers le sectionneur 50.
La figure 2 est un diagramme des temps indiquant les comportements de tension, de courant et de flux magnétique de chaque phase du dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention. La figure 2 illustre, depuis le haut, la tension du côté système d'alimentation de chaque phase (désignée par tension de source d'alimentation), un point de contact du circuit principal (désigné par circuit principal) de chaque borne de contact dans les compartiments d'élimination d'arcs 52a, 52b, 52c du sectionneur 50 de chaque phase, une instruction d'ouverture vers le sectionneur 50 de chaque phase, un processus de fonctionnement (désigné par course) du sectionneur 50 de chaque phase, un signal d'ouverture vers le sectionneur 50 de chaque phase, une tension du transformateur pour chaque phase, le flux magnétique du transformateur estimé sur la base de la tension du transformateur pour chaque phase, et le courant circulant dans le sectionneur 50 de chaque phase. Tori, Tori+l, Toti, Toti+l, Tosi, Tosi+l, sur la figure 2, représentent les points zéro de tension des phases respectives.
L'opération d'ouverture du dispositif de commutation de commande de phase va maintenant être décrite en référence à la figure 2. Les tensions des phases R, S et T respectives sont mesurées à tout moment par les unités de mesure de tension correspondantes 72a, 72b, 72c et 73a, 73b et 73c, et transmises au détecteur de flux magnétique résiduel 83 et au détecteur de phase de référence 82 du processeur d'opération de commutation de commande de phase 80. Lorsque le sectionneur 50 reçoit une instruction d'ouverture, en utilisant l'instruction d'ouverture comme déclencheur, le détecteur de flux magnétique résiduel 83 calcule le flux magnétique résiduel du transformateur 10 pour chaque phase sur la base des valeurs de tension mesurées par les unités de mesure de tension 72a, 72b, 72c montées du côté transformateur du sectionneur 50 de chaque phase, avant et après réception de l'instruction d'ouverture. Dans le détecteur de phase de référence 82, la phase de la forme d'onde de tension de chacune des phases R, S et T et la période des points zéro de tension sont détectées sur la base des valeurs de tension mesurées par les unités de mesure de tension 73a, 73b, 73c montées du côté système d'alimentation du sectionneur 50 de chaque phase. Les points zéro de tension périodiques de chaque phase peuvent être estimés au moyen de la détection ci-dessus.
Lorsque le sectionneur 50 reçoit l'instruction d'ouverture, le contrôleur de calcul/opération 81 définit, comme point de référence Tstandard, un point zéro de tension d'une phase qui rencontre en premier le point zéro de tension après écoulement d'un temps de calcul Tcal, par exemple le point zéro de tension de la phase R, comme illustré sur la figure 2. Le contrôleur de calcul/opération 81 calcule un temps d'opération d'ouverture Topen, estimé d'après les données de mesure de la température ambiante, de la pression de fonctionnement et de la tension de commande des dispositifs de commande 54a, 54b, 54c, et calcule également un temps d'opération synchrone Tcont en soustrayant le temps estimé d'opération d'ouverture Topen de la période de temps entre le temps d'ouverture (degré électrique) du point zéro de tension de la phase servant de référence (point cible d'ouverture) et le point de référence Tstandard (moyens de détection de phase d'interruption 81a). Le temps de calcul Tcal du contrôleur de calcul/opération 81 correspond à la période de temps entre le moment où le sectionneur 50 reçoit l'instruction d'ouverture et le moment où le temps d'opération synchrone Tcont, destiné à déterminer la phase à laquelle le signal d'ouverture est transmis, est calculé.
Le contrôleur de calcul/opération 81 délivre un signal d'ouverture à chaque dispositif de commande de phase 54a, 54b, 54c, après écoulement du temps d'opération synchrone Tcont calculé à partir du point de référence Tstandard, pour commander chaque dispositif de commande de phase 54a, 54b, 54c de telle sorte que les bornes de contact respectives, dans les compartiments d'élimination d'arcs respectifs 52a, 52b, 52c exécutent l'opération d'ouverture, simultanément en ce qui concerne les trois phases, à des degrés électriques prédéterminés, ce qui coupe en même temps le courant des trois phases.
Par exemple, lorsque les bornes de contact respectives des compartiments d'élimination d'arcs 52a, 52b, 52c sont ouvertes au point zéro de tension de la phase R, au même instant en ce qui concerne les trois phases, comme illustré sur la figure 2, par rapport au niveau de flux magnétique résiduel de chaque phase, la phase R, qui est interrompue au point zéro de tension, présente le flux magnétique résiduel maximum (-57 %), et les autres phases (la phase S et la phase T) sont opposées en polarité au niveau du flux magnétique résiduel de la phase R qui est interrompue au point zéro de tension, et sont sensiblement égales à environ la moitié du niveau de flux magnétique résiduel de la phase R (+31 % et +26 %).
Ceci correspond à un point auquel la phase R est interrompue au point zéro de tension et présente le flux magnétique résiduel maximum, et la phase S et la phase T présentent un niveau de flux magnétique résiduel de moitié inférieur à celui de la phase R. L'excitation de l'inductance du transformateur 10, se produisant après la coupure du courant, et la vibration transitoire de tension, due aux conditions de circuits environnantes, sont nettement atténuées et converties en une valeur fixe, et le flux magnétique est plus légèrement atténué que le niveau de flux magnétique résiduel au point d'interruption de courant et converge vers une valeur fixe. Il apparaît donc que les niveaux de flux magnétique résiduel des phases respectives du transformateur peuvent être commandés de telle sorte qu'en ouvrant les bornes de contact dans les compartiments d'élimination d'arc 52a, 52b, 52c du sectionneur 50 au point zéro de tension d'une phase quelconque (dans le présent mode de réalisation, la phase R) parmi les trois phases, au même instant en ce qui concerne les trois phases, pour couper le courant, le flux magnétique résiduel de la phase interrompue au point zéro de tension (par exemple, la phase R dans le présent mode de réalisation) est défini à la valeur maximale (par exemple -2K ou +2K) et les niveaux de flux magnétique résiduel des deux autres phases (phase S et phase T) sont définis pratiquement au même niveau de flux magnétique (par exemple, +K et +K, ou -K et -K), opposé en polarité au niveau de flux magnétique résiduel de la phase interrompue au point zéro de tension et présentant une amplitude deux fois inférieure au niveau de flux magnétique résiduel de cette phase.
La figure 3 est un diagramme des temps indiquant l'opération de fermeture du dispositif de commutation de commande de phase selon la présente invention. L'opération de fermeture du détecteur de phase de référence 82 et le contrôleur de calcul/opération 81 du processeur d'opération de commutation de commande de phase 80 vont maintenant être décrits selon le diagramme temporel de la tension, etc. des parties respectives de la figure 3. Dans le détecteur de phase de référence 82, la phase de la forme d'onde de tension de chacune des phases R, S et T et la période des points zéro de tension de celles-ci sont détectées d'après les valeurs de tension mesurées par les unités de mesure de tension 73a, 73b, 73c montées du côté système d'alimentation du sectionneur 50 de chaque phase. Les points zéro de tension périodiques de chaque phase peuvent être estimés par détection.
Lorsque le sectionneur 50 reçoit une instruction de fermeture (instruction de manoeuvre), le contrôleur de calcul/opération 81 définit, comme point de référence Tstandard, le point zéro de tension de la phase servant de référence (par exemple, la phase R servant de point de référence Ttarget, comme illustré sur la figure 2) lorsque l'opération d'ouverture est exécutée après écoulement du temps de calcul Tcal.
Le contrôleur de calcul/opération 81 calcule le temps d'opération de fermeture Tclose et le temps précédant l'arc Tprearc, pour chaque phase du sectionneur 50, qui peuvent être estimés d'après les données de mesure de la température ambiante des dispositifs de commande 54a, 54b, 54c, de la pression de fonctionnement de ceux-ci et de la tension de commande. De plus, la phase qui est définie comme référence lorsque l'opération d'ouverture est exécutée (par exemple, la phase R définie comme point de référence Ttarget, comme illustré sur la figure 2), est définie comme la première phase de manoeuvre, et le temps de fermeture optimal (degré électrique) au point Tltarget (point auquel le flux magnétique résiduel de chaque phase du transformateur coïncide avec le flux magnétique stationnaire) auquel le courant d'excitation entrant au moment de la manoeuvre est minimum, est défini comme point cible de manoeuvre de la première phase de manoeuvre en tenant compte du flux magnétique résiduel du transformateur. De plus, le temps de fermeture optimal (degré électrique) au point T2target (point auquel le flux magnétique résiduel de chaque phase du transformateur coïncide avec le flux magnétique stationnaire) auquel le courant d'excitation entrant au moment de la manoeuvre de la seconde phase de manoeuvre et de la troisième phase de manoeuvre est minimum, est défini comme le point zéro de tension de la première phase de manoeuvre à tout moment (degré électrique) suivant le temps de fermeture au point Tltarget de la première phase de manoeuvre, et comme le point cible de manoeuvre de la seconde phase de manoeuvre et de la troisième phase de manoeuvre.
Les temps d'opération synchrone Tcontl, Tcont2 sont calculés en soustrayant le temps d'opération de fermeture estimé Tclose du temps écoulé depuis Tltarget et T2target jusqu'au point de référence Tstandard, et en ajoutant le résultat de la soustraction au temps précédant l'arc Tprearc (moyens de détection de phase de manoeuvre 81b). Le temps d'opération synchrone Tcontl est utilisé pour la première phase de manoeuvre (phase R), et le temps d'opération synchrone Tcont2 est utilisé pour la seconde phase de manoeuvre et la troisième phase de manoeuvre (phase S et phase T). Le contrôleur de calcul/opération 81 délivre le signal de fermeture (signal de manoeuvre) au dispositif de commande 54a de la première phase de manoeuvre (phase R) après écoulement du temps d'opération synchrone Tcontl calculé depuis le point de référence Tstandard, et délivre le signal de fermeture (signal de manoeuvre) aux dispositifs de commande 54b et 54c de la seconde phase de manoeuvre et de la troisième phase de manoeuvre (phase S et phase T) après écoulement du temps d'opération synchrone Tcont2 calculé depuis le point de référence Tstandard, et commande les dispositifs de commande de façon à ce que les bornes de contact respectives, dans les compartiments de suppression d'arcs 52a, 52b, 52c, exécutent l'opération de fermeture (opération de manoeuvre) aux degrés électriques prédéterminés.
Dans la description qui précède, le même temps d'opération de fermeture Tclose est utilisé pour la première phase de manoeuvre (phase R), la seconde phase de manoeuvre (phase S) et la troisième phase de manoeuvre (phase T). Toutefois, si différents temps d'opération de fermeture Tclose sont utilisés, il est nécessaire que le temps d'opération synchrone Tcontl soit déterminé depuis le temps d'opération de fermeture Tcloser de la première phase de manoeuvre (phase R), que le temps d'opération synchrone Tcont2s soit déterminé depuis le temps d'opération de fermeture Tcloses de la seconde phase de manoeuvre (phase S), et que le temps d'opération synchrone Tcont2t soit déterminé depuis le temps d'opération de fermeture Tcloset de la troisième phase de manoeuvre (phase T).
La figure 4 est un diagramme des temps indiquant les comportements de tension, de courant et de flux magnétique de chaque phase lors de l'opération de fermeture sur le diagramme des temps de la figure 3, et indique les comportements de tension, de courant et de flux magnétique de chaque phase lorsque est exécutée l'opération de fermeture du sectionneur 50 selon le diagramme des temps de l'opération de fermeture du détecteur de phase de référence 82 et du contrôleur de calcul/opération 81 du processeur d'opération de commutation de commande de phase 80 de la figure 3. Sur la figure 4, la tension du transformateur 10 pour chaque phase, le flux magnétique du transformateur pour chaque phase estimé d'après la tension du transformateur 10 pour chaque phase, et le courant circulant dans le sectionneur 50 pour chaque phase sont illustrés depuis le côté supérieur. Comme illustré sur la figure 2, le niveau de flux magnétique résiduel de la phase R interrompue au point zéro de tension est égal à -57 %, et les niveaux de flux magnétique résiduel des autres phases S et T sont égaux à +31 % et +26 %, respectivement.
Sur la figure 4, la phase R définie comme référence lorsque l'opération de fermeture est exécutée est définie comme la première phase de manoeuvre et, en tenant compte du flux magnétique résiduel du transformateur, est manoeuvrée comme point temporel de fermeture optimal (degré électrique) (le point auquel le flux magnétique résiduel de la phase R du transformateur coïncide avec le flux magnétique stationnaire), auquel le courant d'excitation entrant au moment de la manoeuvre est minimal. Les autres phases S et T sont définies comme la seconde phase de manoeuvre et la troisième phase de manoeuvre, et le point temporel de fermeture optimal (degré électrique) (point auquel le flux magnétique résiduel de chaque phase du transformateur coïncide avec le flux magnétique stationnaire) est défini comme le point zéro de tension de la première phase de manoeuvre à tout moment (degré électrique) suivant le point temporel de fermeture (degré électrique) auquel le courant d'excitation entrant au moment de la manoeuvre de la première phase de manoeuvre est minimal, et les phases sont manoeuvrées. De ce fait, la différence de flux magnétique résiduel entre la seconde phase de manoeuvre et la troisième phase de manoeuvre, juste après le temps de manoeuvre de la première phase, peut être rendue sensiblement égale à zéro. La manoeuvre peut être exécutée au degré électrique auquel le flux magnétique résiduel de la seconde phase de manoeuvre et de la troisième phase de manoeuvre coïncident sensiblement avec le flux magnétique stationnaire. Par conséquent, il ne se produit aucun phénomène transitoire de flux magnétique, ni aucune saturation magnétique en raison du flux magnétique symétrique, de telle sorte que le courant d'excitation entrant transitoire causé par la commutation du dispositif de commutation, nocif pour le transformateur, peut être réduit au niveau minimum. Dans le premier mode de réalisation, lorsque le sectionneur de chaque
phase reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase peut être équipé d'une fonction de définition d'une phase intermédiaire, à une position intermédiaire dans la ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation. Dans ce cas, une phase spécifiée comme une phase (une phase qui est ouverte au point zéro de tension) peut être définie comme la phase intermédiaire.
Par ailleurs, dans le premier mode de réalisation, lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase peut être équipé d'une fonction de définition d'une phase spécifique parmi les phases finales disposées aux deux extrémités dans la ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation. Dans ce cas, une phase spécifiée comme une phase (phase qui est ouverte au point zéro de tension) peut être définie comme la phase spécifique parmi les phases finales.
[Second mode de réalisation] Dans le premier mode de réalisation, l'unité de mesure de tension destinée à mesurer les tensions du côté unité transformateur du sectionneur et du côté système d'alimentation est équipée d'un sectionneur pour chaque phase. Si le processeur d'opération de commutation de commande est équipé d'une fonction de définition d'une phase spécifique parmi les trois phases lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction d'ouverture, l'unité de mesure de tension destinée à mesurer les tensions du côté unité transformateur du sectionneur et du côté système d'alimentation peut être montée sur le sectionneur de la phase spécifique.
Comme décrit plus haut, le dispositif de commutation de commande de phase est équipé de l'unité transformateur reliée au système d'alimentation, du sectionneur qui est relié à l'unité transformateur, de chaque phase qui est manoeuvrée pour interrompre le courant de défaillance ou le courant de charge de l'unité transformateur, et qui excite l'unité transformateur, d'une unité de mesure de tension destinée à mesurer les tensions du côté unité transformateur et du côté système d'alimentation du sectionneur d'une phase spécifique quelconque parmi les trois phases, et d'un processeur d'opération de commutation de commande de phase destiné à exécuter l'opération de commutation du sectionneur pour chaque phase, en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur, dans lequel, lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase définit la phase spécifique, estime un point zéro périodique de la phase spécifique sur la base de la phase d'une forme d'onde de tension mesurée par l'unité de mesure de tension pour la phase spécifique, et ouvre chaque borne de contact du sectionneur au voisinage du point zéro de tension de la phase spécifique, au même instant en ce qui concerne les trois phases. Lorsque le sectionneur de chaque phase reçoit une instruction de fermeture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase estime le point zéro périodique de la phase spécifique depuis la phase de la forme d'onde de tension mesurée par l'unité de mesure de tension de la phase spécifique, définit la phase spécifique ouverte au point zéro de tension comme première phase de manoeuvre, et manoeuvre la phase spécifique en un point de manoeuvre auquel le courant d'excitation entrant, au point de manoeuvre est sensiblement minimum en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur, et manoeuvre les autres phases près du point zéro de tension de la phase spécifique après le point de manoeuvre de la phase spécifique.
Dans la structure du second mode de réalisation susmentionnée, la phase spécifique correspond à la phase intermédiaire placée au point milieu de la ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation, et l'unité de mesure de tension peut mesurer la tension de la phase intermédiaire.
Par ailleurs, dans la structure du second mode de réalisation susmentionnée, la phase spécifique est toute phase spécifique parmi les phases finales disposées aux deux extrémités de la ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation, et l'unité de mesure de tension peut mesurer la tension d'une phase spécifique parmi les phases finales.
Bien que des modes de réalisation présentement préférés de la présente invention aient été illustrés et décrits, il est précisé que ces descriptions ont un but illustratif, et que divers changements et modifications peuvent être apportés sans s'écarter des limites de l'invention définies dans les revendications annexées.
Claims (8)
1. Dispositif de commutation de commande de phase caractérisé en ce qu'il comprend: une unité transformateur (10) à phases multiples et reliée à un système d'alimentation; un sectionneur (50) à phases multiples et reliant l'unité transformateur (10) au système d'alimentation, chaque phase (R, S, T) du sectionneur étant ouverte pour couper un courant de défaillance et un courant de charge de l'unité transformateur (10) et fermée pour exciter l'unité transformateur (10) ; une unité de mesure de tension (72a- 72c, 73a-73c) destinée à mesurer les tensions de chaque phase (R, S, T) du sectionneur (50) d'un côté unité transformateur et d'un côté système d'alimentation du sectionneur (50) ; et un processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) destiné à exécuter la commutation de chaque phase du sectionneur (50) en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur (10), dans lequel lorsque chaque phase du sectionneur (50) reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) estime un point zéro de tension périodique d'une première phase (R) depuis la phase d'une forme d'onde de tension mesurée pour chaque phase par l'unité de mesure de tension (72a-72c, 73a-73c) et ouvre chaque borne de contact du sectionneur (50) près du point zéro de tension de la première phase (R), au même instant en ce qui concerne toutes les phases et, lorsque chaque phase du sectionneur (52a-52c) reçoit une instruction de fermeture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) estime un point zéro de tension périodique de la première phase (R) depuis la phase de la forme d'onde de tension de la première phase (R) mesurée par l'unité de mesure de tension (72a), définit la première phase (R) à ouvrir au point zéro de tension comme une première phase de manoeuvre, manoeuvre la première phase en un point de manoeuvre auquel le courant d'excitation entrant au niveau de la manoeuvre est sensiblement minimum, en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur (10), et manoeuvre les autres phases près du point zéro de tension de la première phase, après le point de manoeuvre de la première phase.
2. Dispositif de commutation de commande de phase selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première phase à laquelle le point zéro de tension périodique est estimé depuis la phase de la forme d'onde de tension mesurée par l'unité de mesure de tension (72a-72c, 73a-73c) correspond à la phase qui rencontre en premier un point zéro de tension après l'écoulement du temps de calcul nécessaire pour identifier la première phase, en vue de l'émission d'un signal d'ouverture par le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80), lorsque chaque phase du sectionneur (50) reçoit l'instruction d'ouverture.
3. Dispositif de commutation de commande de phase selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la première phase est définie comme une première phase de manoeuvre, et un point de manoeuvre auquel le courant d'excitation entrant au moment de la manoeuvre, en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur (10) est sensiblement minimum, correspond à un point auquel le flux magnétique résiduel de la première phase de l'unité transformateur (10) coïncide sensiblement avec un flux magnétique stationnaire.
4. Dispositif de commutation de commande de phase selon la revendication 1, caractérisé en ce que le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) définit une phase intermédiaire d'une ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation lorsque chaque phase du sectionneur (50) reçoit l'instruction d'ouverture, et la première phase correspond à la phase intermédiaire.
5. Dispositif de commutation de commande de phase selon la revendication 1, caractérisé en ce que le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) définit l'une quelconque des phases finales, disposées aux deux extrémités d'une ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation, lorsque chaque phase du sectionneur (50) reçoit l'instruction d'ouverture, et la première phase correspond à l'une quelconque des phases finales.
6. Dispositif de commutation de commande de phase 5 caractérisé en ce qu'il comprend: une unité transformateur (10) triphasée et reliée à un système d'alimentation; un sectionneur (50) triphasé et reliant l'unité transformateur (10) au système d'alimentation, chaque phase du sectionneur (50) étant ouverte pour couper un courant de défaillance ou un courant de charge de l'unité transformateur (10) et fermée pour exciter l'unité transformateur (10) ; une unité de mesure de tension (72a, 73a) destinée à mesurer les tensions d'un côté unité transformateur et d'un côté système d'alimentation d'une quelconque phase spécifique des trois phases du sectionneur (50), et un processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) destiné à exécuter la commutation de chaque phase du sectionneur (50) en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur (10), dans lequel, lorsque chaque phase du sectionneur (50) reçoit une instruction d'ouverture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) définit la phase spécifique, estime le point zéro de tension périodique de la phase spécifique sur la base de la phase de la forme d'onde de tension mesurée pour la phase spécifique par l'unité de mesure de tension (72a, 73a), ouvre chaque borne de contact du sectionneur (50) près du point zéro de tension de la phase spécifique au même instant en ce qui concerne les trois phases, et lorsque chaque phase du sectionneur (50) reçoit une instruction de fermeture, le processeur d'opération de commutation de commande de phase (80) estime le point zéro de tension périodique de la phase spécifique depuis la phase de la forme d'onde de tension de la phase spécifique mesurée pour la phase spécifique par l'unité de mesure de tension (72a, 73a), définit la phase spécifique ouverte au point zéro de tension comme une première phase de manoeuvre, et manoeuvre la phase spécifique en un point de manoeuvre auquel le courant d'excitation entrant au point de manoeuvre est sensiblement minimum en tenant compte du flux magnétique résiduel de l'unité transformateur (10), et manoeuvre les autres phases près du point zéro de tension de la phase spécifique après le point de manoeuvre de la phase spécifique.
7. Dispositif de commutation de commande de phase selon la revendication 6, caractérisé en ce que la phase spécifique est une phase intermédiaire d'une ligne d'alimentation électrique du système d'alimentation, et l'unité de mesure de tension (72b, 73b) mesure la tension de la phase intermédiaire.
8. Dispositif de commutation de commande de phase selon la revendication 6, caractérisé en ce que la phase spécifique est l'une quelconque des phases finales disposées aux deux extrémités du système d'alimentation, et l'unité de mesure de tension (72a,72c,73a,73c) mesure la tension d'une phase quelconque des phases finales.
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