Circuit d'étalonnage d'appareils de mesure à courant alternatif
La présente invention, due à M. Charles
Korsakissok, est relative à un circuit d'étalonnage d'appareils de mesure à courant alternatif comportant un circuit de courant, tels que des compteurs d'électricité.
On sait que la vérification de ces appareils a lieu généralement à différentes intensités, par exemple depuis le double ou le quadruple du calibre nominal jusqu'au centième de ce calibre.
Pour effectuer cette vérification, on utilise généralement un transformateur d'alimentation dont l'enroulement primaire est branché par l'intermédiaire d'un dispositif de réglage aux bornes d'une source à courant alternatif et dont l'enroulement secondaire à prises multiples est connecté en série avec les circuits de courant des appareils à vérifier et avec l'enroulement primaire, également à prises multiples, d'un transformateur du courant. L'enroulement secondaire de ce transformateur de courant alimente les circuits de courant des appareils servant à la vérification (wattmètres, compteurs, ampèremètres, phasemètres, etc.). Un sélecteur permet de faire varier simultanément le nombre de spires en service de l'enroulement secondaire du transformateur d'alimentation et de l'enroulement primaire du transformateur de courant.
Au début d'une vérification, on règle le courant à une valeur déterminée (par exemple celle qui correspond au calibre nominal des appareils à vérifier) ainsi que le déphasage de ce courant par rapport à la tension aux bornes des enroulements de tension de ces appareils. Pour passer aux autres valeurs du courant, on manoeuvre le sélecteur mentionné au paragraphe précédent.
Mais, par cette simple manoeuvre, on n'obtient pas immédiatement avec exactitude les autres valeurs désirées du courant dans le circuit d'étalonnage, c'est-à-dire dans le circuit comprenant les circuits de courant des appareils à vérifier et un nombre de spires plus ou moins grand du transformateur de courant dont l'enroulement secondaire alimente les circuits de courant des appareils de vérification.
En effet, ainsi qu'on l'a précédemment indiqué, l'enroulement secondaire du transformateur d'alimen tation n fournit le courant à deux sortes d'appareils, les appareils à vérifier et les appareils de vérification.
En ce qui concerne les appareils à vérifier, l'impédance de leurs circuits de courant restant constante, la tension aux bornes de ces circuits de courant varie donc proportionnellement avec l'intensité. Par contre, la puissance absorbée par les enroulements de courant des appareils de vérification reste constante.
En effet, l'impédance de ces enroulements est constante. De plus, le courant qui les traverse est également constant, quelle que soit la valeur du courant fourni parle transformateur d'alimentation, puisque, à chacune des prises multiples de l'enroulement secondaire de ce transformateur correspond une prise de l'enroulement primaire du transformateur de courant. Cette disposition connue a pour but de permettre d'utiliser les appareils de vérification vers la limite supérieure de leur étendue de mesure ou de leur calibre nominal, afin d'obtenir le maximum de précision dans leurs indications. I1 en résulte que la tension aux bornes des spires en service de l'enroulement primaire du transformateur de courant varie en raison inverse du courant qui parcourt les circuits de courant des appareils à vérifier.
En d'autres termes, si, pour une valeur 1A du courant traversant le circuit d'étalonnage, il faut une tension U aux bornes des enroulements de courant des appareils à vérifier et une tension U' aux bornes des spires en service du primaire du transformateur de courant alimentant les appareils de vérification (soit une tension U. aux bornes des spires en service de l'enroulement secondaire du transformateur d'alimentation), il faut pour une valeur 21A une tension 2U, d'une part, et 2 d'autre part. I1 n'y a donc aucune proportionnalité entre le courant d'éta tonnage et la tension aux bornes des spires en service de l'enroulement secondaire du transformateur d'alimentation.
De ce fait, le simple changement de prises au secondaire du transformateur d'alimentation n'est pas suffisant pour obtenir exactement les différentes valeurs désirées du courant d'étalonnage.
On a déjà proposé, pour remédier à cet inconvénient, de mettre en série dans le circuit d'étalonnage des résistances appropriées pour chaque valeur déterminée du courant. La valeur de chacune de ces résistances est choisie pour que l'impédance des circuits des appareils à vérifier et des appareils de vérification soit négligeable devant cette résistance. Ce procédé présente l'inconvénient que chacune desdites résistances absorbe une puissance beaucoup plus grande que celle qui est absorbée dans le circuit d'étalonnage, de sorte que, si le nombre d'appareils à vérifier est important, la puissance absorbée dans chacune des résistances devient prohibitive.
En outre, ce procédé n'est valable que pour une impédance déterminée du circuit d'étalonnage, c'est-à-dire que celui-ci doit toujours comporter le même nombre d'appareils à vérifier, ceux-ci ayant toujours le même calibre nominal et leur circuit de courant ayant aussi la même impédance.
Le but de la présente invention est de permettre d'obtenir avec exactitude les différentes valeurs désirées du courant dans le circuit d'étalonnage, par la simple manoeuvre du sélecteur qui fait varier simultanément le nombre de spires de l'enroulement secondaire du transformateur d'alimentation et de l'enroulement primaire du transformateur de courant.
Le dispositif suivant l'invention, qui permet d'obtenir ce résultat, est caractérisé par des moyens permettant d'introduire une tension additionnelle qui compense la chute de tension que les appareils servant à la vérification provoquent.
Le dessin représente, à titre d'exemples, deux formes de réalisation de l'objet de l'invention.
Dans la forme d'exécution illustrée par la fig. 1, la tension additionnelle est introduite dans le secondaire du transformateur de courant alimentant les appareils de vérification. Dans la forme d'exécution illustrée à la fig. 2, la tension additionnelle est introduite dans le circuit contenant les appareils à vérifier.
Dans la fig. 1, 10 représente le transformateur d'alimentation du circuit d'étalonnage dont l'enroulement primaire 1 est alimenté par la source à courant alternatif 12 par l'intermédiaire d'une bobine de réactance réglable 5. L'enroulement secondaire 2 à prises multiples du transformateur 10 alimente les enroulements de courant 6 des appareils à vérifier et l'enroulement primaire 3 du transformateur de courant 11 dont l'enroulement secondaire 4 alimente les enroulements de courant 7 des appareils servant à la vérification (compteurs, wattmètres, ampèremètres, phasemètres, etc.). L'enroulement primaire 3 du transformateur 11 est également à prises multiples.
Les prises multiples de l'enroulement 3 du transformateur de courant 11 et celles de l'enroulement 2 du transformateur 10 correspondent aux divers calibres nominaux des appareils à vérifier et à des fractions de ces calibres (10 /o, 20 /o, 50 O/o, par exemple). Le sélecteur 8 permet de relier successivement chacune des prises multiples de l'enroulement 2 du transformateur 10 à la prise correspondante de l'enroulement 3 du transformateur de courant 11.
Le circuit contenant les enroulements de courant 7 des appareils de vérification comprend 1' enroule- ment secondaire 4 du transformateur de courant 1 1 et l'enroulement secondaire 14 d'un transformateur auxiliaire 13. L'enroulement primaire 15 de ce transformateur est alimenté par la source à courant alternatif 12, par l'intermédiaire d'une bobine de réactance réglable 9. On règle la tension aux bornes de l'enroulement 15 de façon que la tension aux bornes de l'enroulement 14 soit égale et opposée à la chute de tension produite dans les enroulements de courant 7 des appareils de vérification, par le passage du courant secondaire du transformateur de courant 11.
Ce courant secondaire étant toujours constant, ainsi que l'impédance des enroulements de courant 7, la tension aux bornes de l'enroulement 14 est réglée une fois pour toutes. Cette tension serait évidemment à ajuster si l'on changeait le nombre des appareils de vérification, leur calibre ou leur type, mais elle ne dépend ni du nombre, ni du type, ni du calibre des compteurs à vérifier.
Par suite de la compensation de la chute de tension dans l'enroulement secondaire 4 du transformateur de courant 11, la tension aux bornes des spires en service de l'enroulement primaire de ce transformateur est nulle, de sorte que le courant traversant le circuit d'étalonnage est proportionnel à la tension aux bornes des spires en service de l'enroulement secondaire 2 du transformateur d'alimentation 10.
Bien entendu, pour que la tension aux bornes de l'enroulement 14 du transformateur auxiliaire 13 soit rigoureusement opposée à la chute de tension produite dans les enroulements 7 des appareils de vérification (c'est-à-dire pour que la différence de phase entre ces deux tensions soit exactement de 1800), on utilise, par exemple, un décaleur de phase tel que 16, branché dans le circuit d'alimentation de l'enroulement 15 du transformateur 13, et un dispositif phasemétrique, dont les enroulements seront branchés aux bornes de l'enroulement 14 et des enroulements de courant 7 des appareils de vérification.
On peut également insérer dans le circuit du secondaire 4 du transformateur de courant 11 des organes d'adaptation réglables, tels que: résistances selfs - condensateurs. On règle le module et l'argument de la tension aux bornes de ces organes d'adaptation pour que la somme de cette tension et de la tension aux bornes de l'enroulement 14 du transformateur auxiliaire 13 soit rigoureusement égale et opposée à la chute de tension produite dans les enroulements de courant 7 des appareils de vérification.
En variante, ces organes d'adaptation réglables peuvent être insérés dans le circuit d'alimentation de l'enroulement 15 du transformateur 13, à la place du décaleur de phase 16.
Dans la fig. 2, où les mêmes références ont la même signification que dans la fig. 1, 20 est un transformateur auxiliaire dont l'enroulement primaire 21 est alimenté par la source à courant alternatif 12, par l'intermédiaire d'une bobine de réactance réglable 23. Ce transformateur possède un certain nombre d'enroulements secondaires 22a... f qui sont respectivement insérés entre les diverses prises intermédiaires de l'enroulement primaire 3 du transformateur de courant 1 1 et les bornes correspondantes du sélecteur 8.
Chacun de ces enroulements 22. ... f est donc connecté dans le circuit contenant les enroulements de courant 6 des appareils à vérifier et un certain nombre de sections de l'enroulement primaire 3 du transformateur de courant 11. Chacun desdits enroulements 22a ... f fournit une tension qui compense la tension absorbée par les sections en service de l'enroulement primaire 3 du transformateur de courant 11. Dans ces conditions, le courant traversant le circuit d'étalonnage est uniquement proportionnel à la tension aux bornes des spires en service de l'enroulement secondaire 2 du transformateur d'alimentation 10.
Afin que les différentes tensions fournies par les enroulements secondaires 22a ... f soient rigoureusement opposées aux tensions aux bornes des différentes sections de l'enroulement primaire 3 du transformateur de courant 11, on utilise un dispositif de décalage, par exemple un décaleur de phase 16 branché dans le circuit d'alimentation de l'enroulement 21 du transformateur 20. On peut également utiliser des organes d'adaptation réglables: résistances-selfscondensateurs, insérés, soit dans le circuit d'alimentation du transformateur 20, soit dans le circuit du secondaire 4 du transformateur de courant 11.
Le circuit qui fournit la tension de compensation dans le circuit d'étalonnage peut, en variante, être branché en parallèle aux bornes du circuit d'alimentation des enroulements de tension des appareils à vérifier et des appareils de vérification. Ce circuit n'a pas été représenté dans. les fig. 1 et 2. On sait que dans les exemples de réalisation représentés dans ces figures, il est relié à la source à courant alternatif 12 par l'intermédiaire d'un décaleur de phase, destiné à faire varier le déphasage de la ten- sion aux bornes des enroulements de tension des appareils à vérifier et des appareils de vérification par rapport au courant qui parcourt les enroulements de courant de ces appareils.
Si l'on branche le circuit qui fournit la tension de compensation dans le circuit d'étalonnage, aux bornes du circuit d'alimentation des enroulements de tension, on peut utiliser les variantes suivantes
1. Le circuit de compensation est branché aux
bornes d'entrée du décaleur de phase destiné
à faire varier le déphasage de la tension aux
bornes des enroulements de tension des appa
reils à vérifier et des appareils de vérification
par rapport au courant qui parcourt les
enroulements de courant de ces appareils.
Dans ce cas, ce décaleur de phase est, de
préférence, couplé mécaniquement avec le
décaleur de phase 16 du circuit de compen
sation.
2. Le circuit de compensation est branché aux
bornes de sortie du décaleur de phase destiné
à faire varier le déphasage de la tension aux
bornes des enroulements de tension des appa
reils à vérifier et des appareils de vérifica
tion. Dans. ce cas, ce décaleur de phase est
indépendant du décaleur de phase 16, lequel
est réglé une fois pour toutes.
3. Le circuit d'alimentation des enroulements de
tension des appareils à vérifier et des appa
reils de vérification ne comporte plus de
décaleur de phase. Celui-ci est placé dans le
circuit d'alimentation des enroulements de
courant des appareils susmentionnés.
AC measuring device calibration circuit
The present invention, due to M. Charles
Korsakissok, relates to a circuit for calibrating AC measuring devices comprising a current circuit, such as electricity meters.
It is known that the verification of these devices generally takes place at different intensities, for example from the double or the quadruple of the nominal caliber to the hundredth of this caliber.
To carry out this check, a power supply transformer is generally used whose primary winding is connected through an adjustment device to the terminals of an alternating current source and whose secondary winding with multiple taps is connected. in series with the current circuits of the devices to be tested and with the primary winding, also with multiple taps, of a current transformer. The secondary winding of this current transformer supplies the current circuits of the devices used for verification (wattmeters, meters, ammeters, phase meters, etc.). A selector makes it possible to simultaneously vary the number of turns in service of the secondary winding of the supply transformer and of the primary winding of the current transformer.
At the start of a check, the current is adjusted to a determined value (for example that which corresponds to the nominal rating of the devices to be checked) as well as the phase shift of this current in relation to the voltage at the terminals of the voltage windings of these devices. . To switch to the other current values, the selector mentioned in the previous paragraph is operated.
But, by this simple maneuver, one does not immediately obtain with exactitude the other desired values of the current in the calibration circuit, that is to say in the circuit comprising the current circuits of the devices to be checked and a number more or less large turns of the current transformer whose secondary winding supplies the current circuits of the checking devices.
In fact, as previously indicated, the secondary winding of the supply transformer n supplies the current to two kinds of apparatus, the apparatus to be verified and the verification apparatus.
As regards the devices to be checked, the impedance of their current circuits remaining constant, the voltage at the terminals of these current circuits therefore varies proportionally with the intensity. On the other hand, the power absorbed by the current windings of the checking devices remains constant.
Indeed, the impedance of these windings is constant. In addition, the current flowing through them is also constant, whatever the value of the current supplied by the supply transformer, since, to each of the multiple taps of the secondary winding of this transformer corresponds a tap of the primary winding of the transformer. power transformer. The purpose of this known arrangement is to allow verification devices to be used towards the upper limit of their measuring range or of their nominal caliber, in order to obtain the maximum precision in their indications. As a result, the voltage at the terminals of the turns in service of the primary winding of the current transformer varies inversely with the current flowing through the current circuits of the devices to be checked.
In other words, if, for a value of 1A of the current flowing through the calibration circuit, there must be a voltage U at the terminals of the current windings of the devices to be checked and a voltage U 'at the terminals of the turns in service of the primary of the current transformer supplying the testing devices (i.e. a voltage U at the terminals of the turns in service of the secondary winding of the supply transformer), a value of 21A is required for a voltage of 2U, on the one hand, and 2d 'somewhere else. There is therefore no proportionality between the calibration current and the voltage at the terminals of the turns in service of the secondary winding of the supply transformer.
Therefore, the simple change of taps on the secondary of the power supply transformer is not sufficient to obtain exactly the different desired values of the calibration current.
To remedy this drawback, it has already been proposed to put in series in the calibration circuit suitable resistors for each determined value of the current. The value of each of these resistors is chosen so that the impedance of the circuits of the devices to be verified and of the verification devices is negligible compared to this resistance. This method has the drawback that each of said resistors absorbs a power much greater than that which is absorbed in the calibration circuit, so that, if the number of devices to be verified is large, the power absorbed in each of the resistors becomes prohibitive.
In addition, this method is only valid for a determined impedance of the calibration circuit, that is to say that the latter must always include the same number of devices to be verified, these always having the same nominal rating and their current circuit also having the same impedance.
The aim of the present invention is to make it possible to obtain with exactitude the various desired values of the current in the calibration circuit, by the simple operation of the selector which simultaneously varies the number of turns of the secondary winding of the transformer. power supply and the primary winding of the current transformer.
The device according to the invention, which makes it possible to obtain this result, is characterized by means making it possible to introduce an additional voltage which compensates for the voltage drop caused by the devices used for verification.
The drawing shows, by way of example, two embodiments of the object of the invention.
In the embodiment illustrated by FIG. 1, the additional voltage is introduced into the secondary of the current transformer supplying the testing devices. In the embodiment illustrated in FIG. 2, the additional voltage is introduced into the circuit containing the devices to be checked.
In fig. 1, 10 represents the power supply transformer of the calibration circuit, the primary winding 1 of which is supplied by the alternating current source 12 via an adjustable reactance coil 5. The secondary winding 2 with multiple taps of transformer 10 feeds the current windings 6 of the devices to be checked and the primary winding 3 of the current transformer 11 whose secondary winding 4 feeds the current windings 7 of the devices used for verification (meters, wattmeters, ammeters, phasemeters , etc.). The primary winding 3 of the transformer 11 is also multi-tap.
The multiple taps of winding 3 of current transformer 11 and those of winding 2 of transformer 10 correspond to the various nominal ratings of the devices to be checked and to fractions of these ratings (10 / o, 20 / o, 50 O / o, for example). The selector 8 makes it possible to successively connect each of the multiple taps of the winding 2 of the transformer 10 to the corresponding tap of the winding 3 of the current transformer 11.
The circuit containing the current windings 7 of the testing devices comprises the secondary winding 4 of the current transformer 11 and the secondary winding 14 of an auxiliary transformer 13. The primary winding 15 of this transformer is supplied by the alternating current source 12, via an adjustable reactance coil 9. The voltage at the terminals of the winding 15 is adjusted so that the voltage at the terminals of the winding 14 is equal and opposite to the drop voltage produced in the current windings 7 of the testing devices, by the passage of the secondary current of the current transformer 11.
This secondary current being always constant, as well as the impedance of the current windings 7, the voltage at the terminals of the winding 14 is set once and for all. This voltage would obviously have to be adjusted if we changed the number of checking devices, their rating or their type, but it does not depend on the number, type or rating of meters to be checked.
As a result of the compensation for the voltage drop in the secondary winding 4 of the current transformer 11, the voltage across the turns in service of the primary winding of this transformer is zero, so that the current flowing through the circuit d The calibration is proportional to the voltage at the terminals of the turns in service of the secondary winding 2 of the supply transformer 10.
Of course, so that the voltage at the terminals of the winding 14 of the auxiliary transformer 13 is strictly opposed to the voltage drop produced in the windings 7 of the testing devices (that is to say so that the phase difference between these two voltages is exactly 1800), one uses, for example, a phase shifter such as 16, connected in the supply circuit of the winding 15 of the transformer 13, and a phasometric device, the windings of which will be connected to the terminals of the winding 14 and of the current windings 7 of the testing devices.
It is also possible to insert into the circuit of the secondary 4 of the current transformer 11 adjustable adaptation members, such as: choke resistors - capacitors. The modulus and the argument of the voltage at the terminals of these adaptation members are adjusted so that the sum of this voltage and of the voltage at the terminals of the winding 14 of the auxiliary transformer 13 is strictly equal and opposite to the drop in voltage produced in the current windings 7 of the testing devices.
As a variant, these adjustable adaptation members can be inserted into the supply circuit of the winding 15 of the transformer 13, in place of the phase shifter 16.
In fig. 2, where the same references have the same meaning as in fig. 1, 20 is an auxiliary transformer, the primary winding 21 of which is supplied by the alternating current source 12, via an adjustable reactance coil 23. This transformer has a certain number of secondary windings 22a ... f which are respectively inserted between the various intermediate taps of the primary winding 3 of the current transformer 1 1 and the corresponding terminals of the selector 8.
Each of these windings 22. ... f is therefore connected in the circuit containing the current windings 6 of the devices to be tested and a certain number of sections of the primary winding 3 of the current transformer 11. Each of said windings 22a .. .f provides a voltage which compensates for the voltage absorbed by the sections in service of the primary winding 3 of the current transformer 11. Under these conditions, the current flowing through the calibration circuit is only proportional to the voltage at the terminals of the turns in supply transformer secondary winding 2 service 10.
In order that the different voltages supplied by the secondary windings 22a ... f are strictly opposed to the voltages at the terminals of the different sections of the primary winding 3 of the current transformer 11, a shift device is used, for example a phase shifter 16 connected in the supply circuit of the winding 21 of the transformer 20. It is also possible to use adjustable adaptation members: resistors-coils and capacitors, inserted either in the supply circuit of the transformer 20, or in the circuit of the transformer. secondary 4 of the current transformer 11.
The circuit which supplies the compensation voltage in the calibration circuit can, as an alternative, be connected in parallel to the terminals of the supply circuit of the voltage windings of the devices to be tested and of the testing devices. This circuit was not shown in. figs. 1 and 2. It is known that in the embodiments shown in these figures, it is connected to the alternating current source 12 by means of a phase shifter, intended to vary the phase shift of the voltage at the terminals of the voltage windings of the devices to be tested and of the testing devices with respect to the current flowing through the current windings of these devices.
If one connects the circuit which supplies the compensation voltage in the calibration circuit, to the terminals of the supply circuit of the voltage windings, the following variants can be used
1. The compensation circuit is connected to the
input terminals of the phase shifter intended
to vary the phase shift of the voltage at the
terminals of the voltage windings of the devices
devices to be verified and verification devices
in relation to the current that runs through the
current windings of these devices.
In this case, this phase shifter is,
preferably, mechanically coupled with the
phase shifter 16 of the compensating circuit
sation.
2. The compensation circuit is connected to the
output terminals of the phase shifter intended
to vary the phase shift of the voltage at the
terminals of the voltage windings of the devices
reils to be verified and verification devices
tion. In. in this case, this phase shifter is
independent of the phase shifter 16, which
is settled once and for all.
3. The power supply circuit for the windings
voltage of the devices to be checked and the devices
verification notes no longer contain
phase shifter. This is placed in the
power supply circuit for the windings
current of the aforementioned devices.