CH424977A

CH424977A - Dispositif de mesure de l'impédance effective d'une partie de ligne électrique

Info

Publication number: CH424977A
Application number: CH151565A
Authority: CH
Inventors: Hoel Hans
Original assignee: English Electric Co Ltd
Priority date: 1964-02-05
Filing date: 1965-02-04
Publication date: 1966-11-30
Also published as: GB1093021A; JPS432980B1; FR1423541A; US3408564A

Description


  
 



  Dispositif de mesure de Pimpédance effective d'une partie de ligne électrique
 La présente invention se rapporte à un dispositif électrique pour mesurer l'impédance électrique effective d'une partie de ligne électrique à partir d'un point de repère, ce dispositif pouvant être utilisé notamment pour indiquer la position d'un défaut électrique sur la ligne.



   Le dispositif selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens sensibles à des signaux dépendant respectivement du courant et du voltage dans ladite partie de la ligne pour produire une première quantité vectorielle électrique prédéterminée différant d'une quantité vectorielle représentant l'impédance Z, des seconds moyens sensibles à des signaux dépendant respectivement du courant et du voltage dans la partie de la ligne pour produire une seconde quantité vectorielle électrique prédéterminée différant de la quantité vectorielle représentant l'impédance Z, au moins une desdites première et seconde quantités prédéterminées étant une quantité résultant d'une combinaison vectorielle avec le vecteur Z,

   des moyens pour mesurer l'angle de phase entre la première et la seconde quantités vectorielles électriques prédéterminées et pour produire un signal de sortie qui en dépend, cet angle de phase dépendant de l'impédance effective de ladite partie de la ligne.



   Les deux quantités vectorielles prédéterminées peuvent être représentes par   (ZZ,)    et   (41-Z)    sur le diagramme d'impédance, où Z1 et Z2 sont des vecteurs d'impédances différentes choisies.



   De préférence, les vecteurs   Z1    et Z2 représentent des résistances et ont des directions opposées.



   De préférence, les moyens sensibles à la présence d'un défaut électrique sur la ligne sont prévus pour rendre le dispositif de mesure efficace afin de mesurer l'impédance effective sur la ligne jusqu'au défaut à partir du point de repère durant un intervalle prédéterminé.



   On peut également prévoir des moyens pour emmagasiner l'information, selon l'angle de phase, produite par le dispositif de mesure, une telle information peut représenter l'impédance effective de la partie de la ligne.



   Une forme d'exécution du dispositif électrique selon l'invention, qui permet de mesurer la distance entre un point de repère et un défaut de mise à la terre sur une ligne de puissance électrique, sera maintenant décrite à titre d'exemple en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels
 La fig. 1 représente graphiquement un diagramme d'impédance électrique illustrant les vecteurs d'impédance de la ligne de puissance et les diverses composantes intervenant dans le dispositif, et
 la fig. 2 représente schématiquement les circuits électriques du dispositif électrique.



   En se référant maintenant aux dessins, dans la fig. 1 on a porté en abscisse la résistance et en ordonnée la réactance; OL représente le lieu géométrique de l'impédance d'une ligne de puissance électrique s'étendant depuis un point de repère O et   ORLa    représente le lieu géométrique de l'impédance de la même ligne comprenant une impédance supplémentaire due à une résistance maxima espérée de   l'arc    et de la terre qui peut se produire toutes les fois qu'il y a un défaut électrique sur la ligne.

   Les deux vecteurs prédéterminés de grandeur RA et   RJ    sont agencés de manière telle qu'un angle de phase, par exemple 1000, entre deux vecteurs choisis au préalable   (R,-    Z) et   (RB+Z)    où Z est le vecteur d'impédance effective de la ligne soumise à des  défauts, représente une distance spécifique le long de la ligne depuis le point de repère   O    jusqu'au défaut, c'est-à-dire une distance équivalente à OA lorsque l'angle de phase est   100 .   



   Les transformateurs   1 1    et 12 (fig. 2) comprennent des enroulements primaires 13 et 14, respectivement, qui sont connectés en série sur les bornes d'entrée 15. D'autres enroulements primaires 16 et 17 des transformateurs sont connectés en parallèle sur les bornes d'entrée 18 en série avec les potentiomètres 19 et 20, respectivement, comme on l'indique dans le dessin. Un comparateur de phase 21 a des bornes d'entrée 22 et 23 en vue d'une excitation par des enroulements secondaires 24 et 25 des transformateurs.



   Un amplificateur 26 est connecté entre le comparateur de phase 21 et un compteur électronique 27.



   Pendant le fonctionnement, les potentiomètres 19 et 20 sont réglés pour s'adapter à une certaine lon  gueur    de la ligne de puissance électrique en calibrant ainsi le dispositif électrique. Toutes les fois qu'un défaut électrique de mise à la terre se produit sur la ligne, des moyens (non représentés) rendent le dispositif sensible pendant un intervalle de temps prédéterminé à un signal dépendant du courant de défaut dans la ligne appliqué aux bornes d'entrée 15 et à un signal dépendant du voltage de défaut de la ligne appliqué aux bornes d'entrée 18. Le comparateur de phase 21 est agencé pour mesurer l'angle de phase entre ces deux signaux d'entrée qui sont des courants représentant les vecteurs impédance   (RÂ - Z)    et   (R3+Z).

   Un    signal de sortie provenant du comparateur de phase est convenablement amplifié par l'amplificateur et ce signal amplifié est agencé pour contrôler le nombre de comptages sur le compteur électronique de manière telle que ce nombre dépende de l'angle de phase et, en conséquence, soit une mesure de la distance jusqu'au défaut de mise à la terre à partir du point de repère.



   Les valeurs de résistance représentées par RA et   R3      (fig.    1) peuvent être remplacées par n'importe quel vecteur d'impédance convenable pourvu que ces vecteurs d'impédance n'aient pas simultanément les mêmes positions angulaires et les mêmes valeurs ou simultanément des positions angulaires   alignées   avec le vecteur Z.



   Dans une modification, le compteur électronique peut être remplacé par un condensateur agencé pour être chargé par la sortie du comparateur de phase ou de l'amplificateur, de manière telle que le voltage résultant sur ce condensateur soit une mesure de la distance jusqu'au défaut électrique de mise à la terre sur la ligne. Un tel agencement serait avantageux lorsque plusieurs lignes de puissance, dans une sousstation par exemple, renferment un tel dispositif électrique de manière telle qu'un voltmètre électrostatique ou autre voltmètre convenable puisse être utilisé pour mesurer le voltage résultant associé à chaque ligne de puissance.



   Dans une modification, le comparateur de phase
 est agencé pour mesurer l'angle de phase entre les vecteurs RA et   (RA - Z).    Cependant, cette modifi
 cation a un inconvénient du fait que cette mesurer de
 l'angle de phase dépend beaucoup plus de la valeur
 de la résistance d'arc se produisant durant un défaut
 électrique en rendant ainsi le dispositif moins précis
 pour mesurer la distance jusqu'à un défaut de mise
 à la terre décrit ci-dessus.



   On appréciera que le dispositif décrit ci-dessus
 convient particulièrement pour mesurer la distance
 d'un défaut de mise à la terre se produisant sur une
 ligne de puissance électrique. Le dispositif peut être
 rendu sensible pour la mesure par un relais protec
 teur associé à la ligne de puissance afin de faire une
 mesure pendant un intervalle de temps compris entre
 le temps pendant lequel se produit un défaut de mise
 à la terre exploré par le relais et le temps pendant -lequel la section soumise à un défaut est isolée d'une
 alimentation électrique par un disjoncteur dans la
 ligne, après le fonctionnement du relais.

   On appré
 ciera en outre que l'intervalle de temps, d'ordinaire
 un ou deux cycles, et le comparateur de phase peu
 vent être agencés de manière telle que la mesure de
 l'angle de phase soit sensiblement indépendante de la
 fréquence et des composants en courant continu dans
 la ligne de puissance.



   L'application du dispositif décrit n'est en aucune
 manière limitée aux lignes de puissance et celui-ci
 peut être utilisé pour mesurer la distance jusqu'à un
 défaut électrique dans d'autres lignes électriques. Ce
 dispositif peut être également utilisé pour mesurer
 l'impédance effective d'une ligne électrique et pour
 explorer la position d'une charge mobile par rapport
 à une alimentation électrique pour la charge, par
 exemple pour détecter la position d'un train à trac
 tion électrique.

Claims

REVENDICATION Dispositif électrique pour mesurer l'impédance effective Z d'une partie de ligne électrique à partir d'un point de repère, caractérisé en ce qu'il comprend des premiers moyens sensibles à des signaux dépen dant respectivement du courant et du voltage dans ladite partie de la ligne pour produire une première quantité vectorielle électrique prédéterminée différant d'une quantité vectorielle représentant l'impédance Z, des seconds moyens sensibles à des signaux dépen dant respectivement du courant et du voltage dans la partie de la ligne pour produire une seconde quan tité vectorielle électrique prédéterminée différant de la quantité vectorielle représentant l'impédance Z, au moins une desdites première et seconde quantités prédéterminées étant une quantité résultant d'une combinaison vectorielle avec le vecteur Z,

des moyens pour mesurer l'angle de phase entre la première et la seconde quantités vectorielles électriques prédéter minées et pour produire un signal de sortie qui en dépend, cet angle de phase dépendant de l'impédance effective de ladite partie de la ligne.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Dispositif électrique selon la revendication, caractérisé en ce que la première et la seconde quantités vectorielles prédéterminées sont des quantités résultant d'une combinaison vectorielle avec le vecteur Z.

2. Dispositif électrique selon la revendication, caractérisé en ce que la première et la seconde quantités vectorielles électriques prédéterminées représentent les impédances (Z - Z1) et (Z2 - Z) respectivement, où Z1 et Z2 sont des quantités vectorielles d'impédances différentes choisies au préalable qui ne sont pas vectoriellement égales à la quantité vectorielle Z.

3. Dispositif électrique selon la revendication, caractérisé en ce que les quantités vectorielles Z1 et Z, lorsqu'elles sont présentées sur un diagramme d'impédance se trouvent sur l'axe ou sont adjacentes à l'axe de résistance et sont dirigées dans des sens opposés.

4. Dispositif électrique selon la revendication, caractérisé en ce qu'il est agencé pour produire un signal de sortie qui indique la position d'une charge électrique mobile par rapport à une source d'alimentation en puissance électrique de cette charge.

5. Dispositif électrique selon la revendication, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour indiquer la distance jusqu'à un défaut dans une ligne électrique, et un moyen sensible audit défaut et adapté pour rendre le dispositif électrique apte à mesurer l'angle de phase lors de l'apparition d'un défaut électrique dans la ligne de manière à déterminer l'impédance effective entre le défaut et ledit point de repère et, de ce fait, la distance du défaut au point de repère.