DISPOSITIF ET PROCEDE DE CONTROLE D'UN SIGNAL DE COMMANDE DESTINE A UN SECTIONNEUR |
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| 申请号 | EP12707865.7 | 申请日 | 2012-02-06 | 公开(公告)号 | EP2678875B1 | 公开(公告)日 | 2015-04-08 |
| 申请人 | SOCIETE DAUPHINOISE DE CONSTRUCTIONS ELECTRO-MECANIQUES; | 发明人 | GUILLON, Franck; | ||||
| 摘要 | |||||||
| 权利要求 | |||||||
| 说明书全文 | L'invention se rapporte au domaine des dispositifs de commande de sectionneurs à haute ou moyenne tension, et concerne plus particulièrement un dispositif et un procédé de contrôle d'un signal de commande destiné à un sectionneur et représentatif d'un ordre de manoeuvre, tel que ouverture et fermeture du sectionneur. Un sectionneur est un dispositif muni d'un ou de plusieurs organes mobiles qui, placés en position ouverte, permettent d'isoler électriquement une section de ligne d'un réseau électrique, en vue par exemple d'une intervention humaine en toute sécurité sur cette section de ligne isolée. De façon générale, le sectionneur est couplé à un dispositif de commande apte à actionner les organes mobiles en fonction des ordres de manoeuvre reçus. Plus précisément, le sens du mouvement d'un organe mobile est déterminé par la configuration d'un circuit d'alimentation d'un moteur piloté par une unité de commande. Des exemples de dispositifs de commande sont détaillés dans les documents Le document Les ordres de manoeuvre, à savoir les ordres d'ouverture et de fermeture du sectionneur, proviennent généralement d'un tableau de commande, ou de manière plus générale d'un système de gestion des manoeuvres du sectionneur. Ces ordres de manoeuvre sont typiquement générés par le tableau de commande à partir d'une source de tension de type alternatif ou continue, par exemple tirée du réseau électrique. Ainsi, l'alimentation du moteur pendant une durée suffisante permet d'assurer le déplacement des organes mobiles pour provoquer soit l'ouverture, soit la fermeture du sectionneur. Par ailleurs, le sectionneur n'ayant aucun pouvoir de coupure, c'est-à-dire qu'il n'est pas capable d'interrompre automatiquement et dans des conditions prescrites, le courant circulant, l'équipement électrique en aval du réseau électrique doit être impérativement arrêté avant la manoeuvre du sectionneur pour éviter une ouverture en charge du sectionneur, l'apparition d'arc électrique due à l'ouverture en charge pouvant occasionner des dégâts. De même pour des raisons évidentes de sécurité, il est absolument impératif que le sectionneur ne se referme pas de manière inopinée. Dans ce contexte, la présente invention propose une solution peu couteuse qui permette de renforcer la sécurité dans la prise en compte de ces ordres de manoeuvre. L'invention a ainsi pour objet un dispositif de contrôle d'au moins un signal analogique de commande de type alternatif ou continu généré à partir d'un réseau électrique et destiné à la commande d'un sectionneur. Le signal de commande peut notamment être délivré en sortie d'un tableau de commande (ou télécommande) alimenté par le réseau électrique. Selon l'invention, le dispositif de contrôle comprend au moins :
En d'autres termes, l'ordre de manoeuvre généré sous forme d'un signal analogique par une télécommande à partir d'une source électrique, telle que le réseau électrique disponible chez l'utilisateur, est numérisé, puis comparé à un gabarit attendu. Lorsque le signal numérisé est conforme au gabarit attendu, l'ordre de manoeuvre correspondant est validé via par exemple, le positionnement d'un indicateur de validité. En outre, le gabarit est créé en tenant compte des caractéristiques du signal électrique généré par la source électrique, ainsi que des paramètres préalablement stockés et spécifiques de l'ordre de manoeuvre correspondant. Les caractéristiques sont par exemple la forme, la fréquence, et les paramètres peuvent être une amplitude, une durée. La comparaison du signal numérique de commande avec un gabarit attendu permet donc de s'assurer de la véracité de l'ordre de manoeuvre et de détecter des signaux de commande erronés liés notamment à des perturbations sur les lignes. Ainsi, les interprétations erronées des ordres de manoeuvre sont évitées et la sécurité est renforcée. Dans le cas par exemple d'une source électrique délivrant un signal analogique continu, le gabarit attendu représentatif d'un ordre d'ouverture peut être un signal de type créneau caractérisé par une amplitude non nulle d'une durée prédéterminée, suivie d'une amplitude nulle d'une autre durée prédéterminée. Le signal analogique de commande généré par la télécommande peut être reçu sur une entrée du dispositif dédiée à la réception d'un ordre d'ouverture. Ce signal analogique de commande est préalablement traité comme décrit ci-dessus puis comparé au gabarit attendu. Si le signal de commande est conforme au gabarit attendu, le dispositif de contrôle génère un indicateur de validité de l'ordre d'ouverture, et dans le cas contraire il peut générer un indicateur d'erreur. Dans le cas par exemple d'une source électrique délivrant un signal analogique alternatif, le gabarit attendu représentatif d'un ordre d'ouverture peut être un signal de type alternatif caractérisé par une amplitude crête et un nombre de périodes. De préférence, le dispositif comprend une entrée par catégorie d'ordre de manoeuvre parmi lesquelles :
En outre, à chaque type d'ordre de manoeuvre correspond de préférence un gabarit attendu. Le gabarit peut être un ensemble de signaux présentant des caractéristiques communes attendues représentatives d'un ordre de manoeuvre, telles que valeur d'amplitude, durée, caractéristiques des pentes montante et descendante. La conformité du signal de commande avec le gabarit peut notamment se traduire par une similarité des caractéristiques des signaux avec une tolérance prédéfinie. Les paramètres du gabarit peuvent donc comprendre des valeurs de tolérance. Par exemple, des valeurs de tolérance positive et négative peuvent être associées au paramètre correspondant à l'amplitude, et des valeurs de tolérances temporelles pour la durée. Dans ce cas particulier, le gabarit se présente donc de préférence sous la forme d'une enveloppe délimitée par ces tolérances. La conformité peut alors se traduire par le fait que le signal de commande s'inscrit dans cette enveloppe. Ainsi, le dispositif de contrôle peut en outre comprendre une valeur de tolérance associée à chaque paramètre. Dans ce cas, le signal analogique de commande est échantillonné et numérisé, puis comparé au gabarit attendu correspondant en tenant compte de l'intervalle de tolérance relative à ce gabarit attendu. Selon un mode de réalisation, le signal analogique de référence est de type alternatif. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de contrôle peut en outre comprendre un convertisseur analogique-numérique unipolaire apte à convertir le signal analogique de commande en signal numérique de commande. L'utilisation d'un convertisseur analogique-numérique (ou CAN) unipolaire permet notamment de réduire les coûts de fabrications du dispositif de contrôle tout en garantissant une bonne fiabilité de contrôle des signaux de commande. Dans ce mode de réalisation, le dispositif de contrôle peut en outre comprendre :
En d'autres termes, le dispositif de contrôle adapte le format des signaux de commande au convertisseur analogique-numérique unipolaire intégré dans l'unité de calcul en redressant les alternances négatives, les signaux adaptés ne contiennent ainsi que des alternances positives. Les signaux de commande sont ensuite reconstruits après passage par le convertisseur unipolaire, la reconstruction des alternances positives et négatives étant réalisée par synchronisation avec le signal de synchronisation. En effet, le signal de synchronisation résultant d'un redressement simple alternance, il est aisé de déterminer les instants de passage à zéro. Les signaux étant ainsi reconstruits numériquement, il est possible de comparer chaque signal à un gabarit. Par exemple, le dispositif de contrôle peut en outre comprendre :
Par exemple, le dispositif de contrôle peut en outre comprendre :
L'invention a également pour objet un procédé de contrôle d'au moins un signal analogique de commande de type alternatif ou continu généré à partir d'un réseau électrique et destiné à la commande d'un sectionneur. Le procédé comprend au moins :
Le procédé de contrôle peut en outre comprendre :
Le procédé de contrôle peut en outre comprendre la génération d'un signal d'ordre de manoeuvre destiné à une unité de commande d'une alimentation du sectionneur en fonction de la combinaison des indicateurs de validité générés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées, dans lesquelles :
En référence à la
Les signaux analogiques de commande comprennent par exemple :
Par exemple, chacun de ces signaux analogiques de commande est envoyé vers une entrée spécifique du dispositif de contrôle 7. On associe donc à chacune de ces entrées un gabarit attendu représentatif de l'ordre de manoeuvre correspondant au signal de commande attendu. Chaque gabarit est en fait un signal présentant des caractéristiques bien définies. Les caractéristiques de chaque gabarit sont de préférence stockées préalablement dans le dispositif de contrôle sous forme de paramètres. En outre, le gabarit est créé par le dispositif de contrôle lui-même à partir d'un signal de référence généré par la source électrique S2 et en fonction notamment des paramètres stockés. Ce signal de référence est identique au signal utilisé par la télécommande pour générer les signaux de commande. Par exemple, en référence à la De même, en référence à la Ainsi, pour chacun des signaux de commande généré par la télécommande 6, le dispositif de contrôle 7 vérifie notamment si ce signal est conforme au gabarit attendu correspondant à l'ordre de manoeuvre. Dans le cas positif, il positionne ou génère un indicateur de validité. En fonction des indicateurs de validité obtenus pour chacun des entrées, le dispositif de contrôle génère un signal d'ordre de manoeuvre représentatif de l'ordre de manoeuvre à réalisé ou un signal d'erreur. Le tableau ci-dessous liste les manoeuvres à réaliser en fonction des différentes combinaisons entre les indicateurs de validité :
Ainsi, aucun ordre d'ouverture ou de fermeture n'est pris en compte lorsque le signal d'interverrouillage généré est erroné (non conforme au gabarit et noté 0). En outre, lorsque le dispositif de contrôle détecte simultanément un signal d'ouverture valide et un signal de fermeture valide, il génère un signal d'erreur. Bien entendu, dans le cas de télécommande apte à générer des signaux de double coupure, les signaux d'ouverture et de fermeture ne sont pris en compte que lorsque les signaux de double coupure ouverture et fermeture respectivement, sont valides. Le dispositif de contrôle comprend notamment :
L'ensemble de ces moyens peuvent être réalisé par une unité de calcul 2 tel qu'illustré sur la Par exemple, les moyens de conversion peuvent être un convertisseur analogique-numérique unipolaire. Dans ce cas particulier, il est nécessaire de prétraiter les signaux analogiques de commande pour les adapter au convertisseur unipolaire. La réalisation d'un dispositif de contrôle intégrant un convertisseur unipolaire et de moyens d'adaptation des signaux analogiques de commande à ce convertisseur unipolaire, est décrite ci-après en référence aux La télécommande 6 est alimentée par la source électrique S2, par exemple un réseau électrique, et est représentée par un ensemble d'interrupteurs sur la La télécommande peut en outre comprendre un quatrième interrupteur 14 et un cinquième interrupteur 15 pour relier la télécommande à un deuxième potentiel, par exemple le neutre, référencé « Neutre » ou « PowM » (dans le cas d'un réseau alternatif triphasé), ou la borne négative, référencée « - » (dans le cas d'un générateur de tension continue), pour générer les signaux de double coupure ouverture Vdco et fermeture Vdcf respectivement. Le dispositif de contrôle comprend notamment :
Comme illustré sur la Comme illustré sur la Le premier module d'adaptation 11 possède une borne d'entrée reliée au premier potentiel Ph par l'intermédiaire du premier interrupteur I1, et une autre borne d'entrée reliée au deuxième potentiel Neutre. Ce premier module d'adaptation 11 reçoit le signal d'interverrouillage Vil et est apte à réaliser un redressement double alternances positives du signal d'interverrouillage Vil. Ainsi, lorsque le premier potentiel est une tension alternative, le premier module d'adaptation 11 génère un signal d'interverrouillage adapté Vail ne contenant que des alternances positives. En d'autres termes, le premier module d'adaptation 11 laisse passer les alternances positives du premier potentiel et transforme les alternances négatives du premier potentiel en des alternances positives. Ainsi, une des sorties véhiculant le signal d'interverrouillage adaptée est reliée à une entrée de l'unité de calcul, et l'autre sortie du premier module d'adaptation est reliée à la masse virtuelle Vref. Comme illustré sur la Le deuxième module d'adaptation 12 possède une borne d'entrée reliée au premier potentiel Ph par l'intermédiaire du deuxième interrupteur 12, et une autre borne d'entrée reliée au deuxième potentiel Neutre. Ce deuxième module d'adaptation 12 reçoit le signal d'ouverture Vo et est apte à réaliser un redressement double alternances positives du signal d'ouverture Vo. Ainsi, lorsque le premier potentiel est une tension alternative, le deuxième module d'adaptation 12 génère un signal d'ouverture adaptée Vao ne contenant que des alternances positives. En d'autres termes, le deuxième module d'adaptation 12 laisse passer les alternances positives du premier potentiel et transforme les alternances négatives du premier potentiel en des alternances positives. Ainsi, une des sorties véhiculant le signal d'ouverture est reliée à une entrée de l'unité de calcul 2, et l'autre sortie du deuxième module d'adaptation est reliée à la masse virtuelle Vref. Comme illustré sur la De même, le troisième module d'adaptation 13 possède une borne d'entrée reliée au premier potentiel Ph par l'intermédiaire du troisième interrupteur 13, et une autre borne d'entrée reliée au deuxième potentiel Neutre. Ce troisième module d'adaptation 13 reçoit le signal de fermeture Vf et est apte à réaliser un redressement double alternances positives du signal de fermeture Vf. Ainsi, lorsque le premier potentiel est une tension alternative, le troisième module d'adaptation 13 génère un signal de fermeture adaptée Vaf ne contenant que des alternances positives. En d'autres termes, le troisième module d'adaptation 13 laisse passer les alternances positives du premier potentiel et transforme les alternances négatives du premier potentiel en des alternances positives. Ainsi, une des sorties véhiculant le signal de fermeture est reliée à une entrée de l'unité de calcul, et l'autre sortie du troisième module d'adaptation est reliée à la masse virtuelle Vref. Comme illustré sur la Le quatrième module d'adaptation 14 possède une borne d'entrée reliée au deuxième potentiel Neutre par l'intermédiaire du quatrième interrupteur 14, et une autre borne d'entrée reliée au premier potentiel Ph. Ce quatrième module d'adaptation 14 reçoit le signal de double coupure ouverture Vdco et est apte à convertir le signal de double coupure ouverture Vdco en un signal positif double alternances. Ainsi, lorsque le premier potentiel Ph est une tension alternative, le quatrième module d'adaptation 14 génère un signal de double coupure ouverture adaptée Vadco ne contenant que des alternances positives. Ainsi, une des sorties véhiculant le signal de double coupure ouverture est reliée à une entrée de l'unité de calcul, et l'autre sortie du quatrième module d'adaptation est reliée à la masse virtuelle Vref. Comme illustré sur la De même, le cinquième module d'adaptation 15 possède une borne d'entrée reliée au deuxième potentiel Neutre par l'intermédiaire du cinquième interrupteur 15, et une autre borne d'entrée reliée au premier potentiel Ph. Ce cinquième module d'adaptation 15 reçoit le signal de double coupure fermeture Vdcf et est apte à convertir le signal de double coupure fermeture Vdcf en un signal positif double alternances. Ainsi, lorsque le premier potentiel est une tension alternative, le cinquième module d'adaptation 15 génère un signal de double coupure fermeture adaptée Vadcf ne contenant que des alternances positives. Ainsi, une des sorties véhiculant le signal de double coupure fermeture est reliée à une entrée de l'unité de calcul, et l'autre sortie du cinquième module d'adaptation est reliée à la masse virtuelle Vref. Comme illustré sur la Le signal synchronisation Vsync, le signal d'interverrouillage adaptée Vail, le signal d'ouverture adaptée Vao, le signal de fermeture adaptée Vaf, le signal de double coupure ouverture adaptée Vadco, et le signal de double coupure fermeture adaptée Vadcf sont acheminés simultanément au convertisseur analogique-numérique unipolaire intégré dans l'unité de calcul 2, et converti chacun des signaux analogiques reçus en un signal numérique. La détection des instants de passage à zéro de l'amplitude du premier potentiel à partir du signal de synchronisation Vsync, permet de construire, pour chacun des signaux analogiques reçus par l'unité de calcul, un signal numérique représentative du signal analogique correspondant, dans lequel il est possible de distinguer les valeurs numériques correspondant à des alternances positives des valeurs numériques correspondant à des alternances négatives du premier potentiel Ph. En d'autres termes, pour chacun des signaux de commande générés par la télécommande, l'unité de calcul reconstruit un signal numérique représentatif du signal de commande en utilisant un simple convertisseur analogique-numérique unipolaire. En outre, à partir du signal de synchronisation Vsync, l'unité de calcul 2 détermine l'évolution de l'amplitude du premier potentiel Ph, et défini un gabarit comprenant l'évolution de l'amplitude du premier potentiel et la durée de référence. Une première vérification est effectuée pour chaque signal de commande reçu (signal d'interverrouillage, signal de double coupure ouverture et signal de double coupure fermeture). Cette première vérification consiste notamment à comparer l'évolution de la valeur de l'amplitude du signal de commande reconstruite avec celle de l'amplitude du signal de synchronisation reconstruite. Cette première vérification est notamment réalisée sur les alternances positives. Lorsque les valeurs des amplitudes sont conformes, l'unité de calcul génère un signal ou un indicateur de validité de l'ordre de manoeuvre correspondant (noté 1 dans le tableau présenté ci-dessus). Dans le cas contraire, l'unité de calcul interprète comme un défaut de ligne et ne valide pas le signal de commande généré par la télécommande. De même, une deuxième vérification est effectuée pour les signaux d'ouverture et de fermeture reconstruits. Cette deuxième vérification consiste notamment à comparer l'évolution de la valeur de l'amplitude de chaque signal d'ouverture et de fermeture reconstruit avec le gabarit. Lorsque les signaux d'ouverture et de fermeture sont conformes au gabarit, l'unité de calcul génère un signal ou un indicateur de validité de l'ordre de manoeuvre correspondant. Enfin, en fonction de la combinaison des signaux reçus et validés par l'unité de calcul, un signal d'ordre de manoeuvre 4 est envoyé à l'unité de commande de l'alimentation du sectionneur pour réaliser la manoeuvre demandée. Ainsi, le dispositif de contrôle de l'invention permet de détecter de faux ordre de manoeuvre résultant par exemple d'une perturbation sur la ligne électrique. Cette détection est notamment réalisée par une comparaison des signaux de commande avec un gabarit. En outre, le dispositif de contrôle accepte les signaux de manoeuvre de type alternatif ou continu. Par ailleurs, l'utilisation d'un convertisseur analogique-numérique unipolaire permet de réduire le coût de fabrication du dispositif de contrôle de l'invention. |
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