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EP3033760B1 - Method, device and computer program for controlling a mechatronic circuit breaker - Google Patents

Method, device and computer program for controlling a mechatronic circuit breaker Download PDF

Info

Publication number
EP3033760B1
EP3033760B1 EP14750466.6A EP14750466A EP3033760B1 EP 3033760 B1 EP3033760 B1 EP 3033760B1 EP 14750466 A EP14750466 A EP 14750466A EP 3033760 B1 EP3033760 B1 EP 3033760B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
derivative
threshold
input current
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP14750466.6A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3033760A1 (en
Inventor
Jean-Pierre Dupraz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GE Vernova GmbH
Original Assignee
General Electric Technology GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Technology GmbH filed Critical General Electric Technology GmbH
Publication of EP3033760A1 publication Critical patent/EP3033760A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3033760B1 publication Critical patent/EP3033760B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle for interrupting DC
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere

Definitions

  • the present invention relates to the field of mechatronic circuit breaker devices and their tripping.
  • the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means.
  • the program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.
  • the sensor 20 has an output connected to an input of a low pass filter 21.
  • the sensor 20 provides a measure dI e (t) / dt of the derivative of the current to the filter 21, which performs low-pass filtering to remove possible high frequency components that would disturb the measurement chain.
  • the filter 21 has an output connected to an input of an analog-digital converter 22.
  • the filter 21 provides the filtered derivative measurement to the converter 22 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.
  • a measurement chain of the derivative of the output current I s (t) of the circuit breaker 1 can be provided.
  • the sensor 40 has an output connected to an input of a low-pass filter 41.
  • the sensor 40 provides a measurement of s (t) / dt of the current derivative to the filter 41, which performs low-pass filtering to eliminate possible high frequency components that would disturb the measurement chain.
  • the filter 41 has an output connected to an input of an analog-to-digital converter 42.
  • the filter 41 provides the filtered derivative measurement to the converter 42 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.
  • the analog-digital converter 42 has an output connected to an input of a transponder 43 an output of which is connected to one end of a fiber optic cable.
  • the transponder 43 transforms the electrical signal that it receives from the converter 42 into an optical signal.
  • the other end of the fiber optic cable is connected to the relay 3 which receives the optical signal and operates as shown below.
  • the measurement chain of the derivative of the output current can also be implemented in different ways.
  • a circuit for measuring the input current I e (t) of the circuit breaker 1 can be provided.
  • This measurement chain comprises a sensor 50 of the input current I e (t). This is for example a resistive shunt. This measurement chain then comprises elements similar to those of the measurement chain of the derivative of the input current.
  • the sensor 50 has an output connected to an input of a low-pass filter 51.
  • the sensor 50 provides a measurement of the input current to the filter 51, which performs a low-pass filtering to eliminate any high-frequency components that disrupt the measurement chain.
  • the filter 51 has an output connected to an input of an analog-digital converter 52.
  • the filter 51 provides the measurement of the filtered input current to the converter 52 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.
  • the analog-digital converter 52 has an output connected to an input of a transponder 53, an output of which is connected to one end of an optical fiber cable.
  • the transponder 53 transforms the electrical signal that it receives from the converter 52 into an optical signal.
  • the other end of the fiber optic cable is connected to the relay 3 which receives the optical signal and operates as shown below.
  • the measurement chain of the input current can also be implemented in different ways.
  • a measurement circuit of the output current I s (t) of the circuit breaker 1 can be provided.
  • This measurement chain has elements similar to those of the corresponding upstream measurement chain.
  • a sensor 60 of the output current I s (t) is for example a resistive shunt.
  • the sensor 60 has an output connected to an input of a low-pass filter 61.
  • the sensor 60 provides a measurement of the current to the filter 61, which carries out a low-pass filtering to eliminate any high-frequency components which would disturb the chain. measurement.
  • the filter 61 has an output connected to an input of an analog-digital converter 62.
  • the filter 61 provides the measurement of the output current filtered to the converter 62 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.
  • the analog-to-digital converter 62 has an output connected to an input of a transponder 63, an output of which is connected to an end of a fiber optic cable.
  • the transponder 63 transforms the electrical signal that it receives from the converter 62 into an optical signal.
  • the measurement chain of the output current can also be implemented in different ways.
  • the invention can also take into account voltage measurements, or voltage derivative, both upstream and downstream of the circuit breaker.
  • a measurement chain can be provided respectively for the upstream voltage, the derivative of the upstream voltage, the downstream voltage and the derivative of the downstream voltage.
  • the downstream voltage measurement chain comprises a sensor 80, a low-pass filter 81, an analog-to-digital converter 82 and a transponder 83. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via a optical fiber.
  • the relay 3 receives the downstream voltage measurement.
  • the upstream voltage derivative measuring chain comprises a sensor 90, a low-pass filter 91, an analog-digital converter 92 and a transponder 93. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via an optical fiber. .
  • Relay 3 receives the upstream voltage derivative measurement.
  • the downstream voltage derivative measuring chain comprises a sensor 100, a low-pass filter 101, an analog-digital converter 102 and a transponder 103. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via an optical fiber.
  • the relay 3 receives the downstream voltage derivative measurement.
  • the relay 3 may furthermore comprise inputs for receiving remote programming data TP, such as data relating to the context of the network, or RS settings of different thresholds used according to the invention.
  • the remote programming data TP make it possible to adapt the decisions taken according to the invention to the topology of the network by distinguishing "normal" transient modes and "abnormal" transient regimes, the latter requiring tripping of the circuit breaker.
  • the figure 2 represents a first embodiment of the method according to the invention, in the form of a flowchart comprising steps E1 to E7.
  • step E2 is followed by step E3 at which the threshold exceeding is stored.
  • a timer is started during a first pass through step E3, that is to say when the timer is not already in progress.
  • step E4 is a test to determine if the timer is complete. As long as it is not completed, step E4 is followed by step E1 for measuring the derivative of the input current of the circuit breaker.
  • Step E4 is then followed by step E5 which is the sending by relay 3 of a tripping command of the circuit breaker.
  • Step E7 is then followed by step E1 for measuring the derivative of the input current.
  • Step E11 is the acquisition of the measurement of the derivative dI e (t) / dt of the input current I e (t) of the circuit breaker 1.
  • Step E12 is then followed by step E11 of measuring the derivative of the input current.
  • this embodiment further comprises the step E16 corresponding to the acquisition of the measurement of the voltage upstream of the circuit breaker.
  • Step E18 is then followed by step E16 of acquiring the measurement of the voltage upstream of the circuit breaker.
  • step E2 If the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the threshold S 1 , this confirms the result of step E2 or E12. The trip control of the circuit breaker must not be canceled.
  • step E20 is further followed by the step E23 at which is calculated the integral of the measured value of the derivative of the input current of the circuit breaker.
  • Steps E31 to E35 are similar to steps E1 to E5 of the first embodiment previously described.
  • step E32 is the calculation of the absolute value of the derivative measured in the previous step E31, and the comparison of the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker with the first predetermined threshold S 1 .
  • Step E34 is then followed by step E35 which is the sending by relay 3 of a tripping command of the circuit breaker.
  • the predetermined number of successive times is equal to one.
  • the trip control of the circuit breaker is sent as soon as the absolute value of the derivative of the circuit breaker input current is greater than threshold S 1 .
  • the next step E37 corresponds to the calculation of the absolute value of the derivative measured in the preceding step, and the comparison of the absolute value of the derivative of the output current of the circuit breaker with the first predetermined threshold S 1 .
  • Step E37 is then followed by step E36 of measuring the derivative of the output current of the circuit breaker.
  • the Figures 6a to 6c respectively represent examples of current I e (t) input circuit breaker, derived from this current, and integral of this derivative.
  • the input current I e (t) is substantially constant until a time t 0 . It is assumed that at time t 0 , a fault appears. As a result, the current begins to grow from this moment.
  • the derivative of the input current of the circuit breaker thus goes from a zero value to a non-zero value, here positive, at time t 0 .
  • the integral of the derivative of the input current of the circuit breaker is zero until time t 0 . From time t 0 , it grows following the same slope as the current.
  • the Figures 7a to 7c respectively represent other examples of current I e (t) circuit breaker input, derivative of this current, and integral of this derivative.
  • the current decreases, its derivative takes a non-zero value and negative, and the integral of the derivative of the current also decreases.
  • the invention also extends to a computer program product comprising code instructions for performing the steps of the method as described above, when said program is run on a computer.
  • the invention is furthermore not limited to the use of the measurement of the derivative of the input current of the circuit breaker to provide the tripping control, but can also use the measurement of the derivative of the output current of the circuit breaker for ensure this command, the notions input / output and upstream / downstream are simply reversed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)

Description

DOMAINE TECHNIQUETECHNICAL AREA

La présente invention concerne le domaine des dispositifs disjoncteurs mécatroniques et leur déclenchement.The present invention relates to the field of mechatronic circuit breaker devices and their tripping.

L'application principale des dispositifs disjoncteurs mécatroniques est la coupure de courant continu d'intensité élevée dans une ligne de transmission et/ou distribution, aux niveaux de tensions typiquement supérieurs à 50kVCC, jusqu'à 800kVCC et au-delà. Le domaine concerné par le courant continu sous tension élevée est aussi communément désigné sous le sigle HVDC (pour « High Voltage Direct Current » en anglais).The main application of the mechatronic circuit breaker devices is the high intensity DC cut-off in a transmission and / or distribution line, at voltage levels typically greater than 50kVDC, up to 800kVDC and beyond. The field of high voltage direct current is also commonly referred to as HVDC (High Voltage Direct Current).

L'invention peut aussi s'appliquer à la coupure de courants continus sous des tensions de valeur moindre, typiquement dans la gamme de 1kVCC à 50kVCC ou encore à la coupure de courants alternatifs.The invention can also be applied to the breaking of DC currents at voltages of lesser value, typically in the range of 1kVDC to 50kVDC or to the breaking of AC currents.

Un disjoncteur mécatronique est décrit dans la publication WO 2013/092873 A1 .A mechatronic circuit breaker is described in the publication WO 2013/092873 A1 .

ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURESTATE OF THE PRIOR ART

Les disjoncteurs mécatroniques sont connus pour leur capacité à couper le courant dans les réseaux de transmission et/ou distribution de courant continu sous tension élevée (HDVC).Mechatronic circuit breakers are known for their ability to cut power in high voltage direct current (HDVC) transmission and / or distribution networks.

Cependant, en cas de défaut, le courant peut croître très rapidement, par exemple à une vitesse de 10 A/µs, sans autre limitation que la destruction de matériel. Il est donc capital de diagnostiquer en un temps extrêmement court l'apparition d'un défaut afin de pouvoir réagir et déclencher le disjoncteur avant que le courant n'atteigne des valeurs très élevées.However, in the event of a fault, the current can grow very rapidly, for example at a speed of 10 A / μs, with no other limitation than the destruction of material. It is therefore essential to diagnose in a very short time the appearance of a defect in order to react and trip the circuit breaker before the current reaches very high values.

Une difficulté supplémentaire est due au fait que dans le monde de la protection électrique, on préfère généralement ne pas couper un défaut, sachant qu'il y a des niveaux de secours, plutôt que de déclencher un disjoncteur sur fausse détection de défaut.An additional difficulty is that in the world of electrical protection, it is generally preferred not to cut a fault, knowing that there are backup levels, rather than triggering a breaker on false fault detection.

Or le fait de vouloir déclencher un disjoncteur très rapidement, c'est-à-dire dans un temps de l'ordre de 50 µs, augmente le risque de déclencher un disjoncteur sur fausse détection de défaut.However, the fact of wanting to trip a circuit breaker very quickly, that is to say in a time of the order of 50 μs, increases the risk of triggering a breaker on false fault detection.

Il est à noter que ce qui vient d'être exposer pour le courant continu s'applique également pour le courant alternatif. Le document " EP 2 495 745 A1 " divulgue un procédé de limitation de courant dans un disjoncteur mécatronique destiné à couper un courant électrique circulant à travers un moyen de transmission de l'énergie électrique qui comporte l'acquisition d'une mesure de la dérivée (dI/dt) du courant d'arc, résultant de l'ouverture du commutateur.It should be noted that what has just been exposed for the direct current also applies for the alternating current. The document " EP 2 495 745 A1 discloses a current limiting method in a mechatronic circuit breaker for cutting an electric current flowing through an electric power transmission means which comprises acquiring a measurement of the derivative (dI / dt) of the current d arc, resulting from the opening of the switch.

EXPOSÉ DE L'INVENTIONSTATEMENT OF THE INVENTION

L'invention vise à résoudre les problèmes de la technique antérieure en fournissant selon son premier aspect un procédé de commande d'un disjoncteur mécatronique destiné à couper un courant électrique circulant à travers un moyen de transmission de l'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :

  • acquisition d'une mesure de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur,
  • comparaison de la valeur absolue de la dérivée du courant en entrée avec un premier seuil prédéterminé,
  • commande de déclenchement du disjoncteur lorsque la valeur absolue de la dérivée du courant en entrée est supérieure audit premier seuil prédéterminé.
The invention aims to solve the problems of the prior art by providing in its first aspect a method of controlling a mechatronic circuit breaker for cutting an electric current flowing through a means for transmitting electrical energy, characterized in that it includes the following steps:
  • acquisition of a measurement of the derivative of the input current of the circuit breaker,
  • comparing the absolute value of the derivative of the input current with a first predetermined threshold,
  • tripping control of the circuit breaker when the absolute value of the derivative of the input current is greater than said first predetermined threshold.

L'invention repose sur l'analyse des régimes transitoires, ce qui permet un diagnostic et une réaction rapides.The invention is based on the analysis of transient regimes, which allows rapid diagnosis and reaction.

Dans un mode particulier de réalisation, les étapes du procédé selon l'invention sont mises en oeuvre par des instructions de programme d'ordinateur.In a particular embodiment, the steps of the method according to the invention are implemented by computer program instructions.

En conséquence, l'invention vise aussi un programme d'ordinateur sur un support d'informations, ce programme étant susceptible d'être mis en oeuvre dans un ordinateur, ce programme comportant des instructions adaptées à la mise en oeuvre des étapes d'un procédé tel que décrit ci-dessus.Consequently, the invention also relates to a computer program on an information medium, this program being capable of being implemented in a computer, this program comprising instructions adapted to the implementation of the steps of a process as described above.

Ce programme peut utiliser n'importe quel langage de programmation, et être sous la forme de code source, code objet, ou de code intermédiaire entre code source et code objet, tel que dans une forme partiellement compilée, ou dans n'importe quelle autre forme souhaitable.This program can use any programming language, and be in the form of source code, object code, or intermediate code between source code and object code, such as in a partially compiled form, or in any other form desirable shape.

L'invention vise aussi un support d'informations lisible par un ordinateur, et comportant des instructions de programme d'ordinateur.The invention also relates to a computer-readable information medium comprising computer program instructions.

Le support d'informations peut être n'importe quelle entité ou dispositif capable de stocker le programme. Par exemple, le support peut comporter un moyen de stockage, tel qu'une ROM, par exemple un CD ROM ou une ROM de circuit microélectronique, ou encore un moyen d'enregistrement magnétique, par exemple une disquette ou un disque dur.The information carrier may be any entity or device capable of storing the program. For example, the medium may comprise storage means, such as a ROM, for example a CD ROM or a microelectronic circuit ROM, or a magnetic recording means, for example a diskette or a hard disk.

D'autre part, le support d'informations peut être un support transmissible tel qu'un signal électrique ou optique, qui peut être acheminé via un câble électrique ou optique, par radio ou par d'autres moyens. Le programme selon l'invention peut être en particulier téléchargé sur un réseau de type Internet.On the other hand, the information medium may be a transmissible medium such as an electrical or optical signal, which may be conveyed via an electrical or optical cable, by radio or by other means. The program according to the invention can be downloaded in particular on an Internet type network.

Alternativement, le support d'informations peut être un circuit intégré dans lequel le programme est incorporé, le circuit étant adapté pour exécuter ou pour être utilisé dans l'exécution du procédé selon l'invention.Alternatively, the information carrier may be an integrated circuit in which the program is incorporated, the circuit being adapted to execute or to be used in the execution of the method according to the invention.

BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINSBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préféré donné à titre d'exemple non limitatif, décrit en référence aux figures dans lesquelles :

  • La figure 1 représente un dispositif de commande d'un disjoncteur mécatronique selon l'invention,
  • La figure 2 représente un procédé de commande d'un disjoncteur mécatronique selon un premier mode de réalisation de l'invention,
  • La figure 3 représente un procédé de commande d'un disjoncteur mécatronique selon un deuxième mode de réalisation de l'invention,
  • La figure 4 représente un procédé de commande d'un disjoncteur mécatronique selon un troisième mode de réalisation de l'invention,
  • La figure 5 représente un procédé de commande d'un disjoncteur mécatronique selon un quatrième mode de réalisation de l'invention, et
  • Les figures 6a, 6b, 6c, 7a, 7b et 7c représentent des courants, dérivées de courant et intégrales de dérivées de courant.
Other features and advantages will appear on reading a preferred embodiment given by way of non-limiting example, described with reference to the figures in which:
  • The figure 1 represents a control device of a mechatronic circuit breaker according to the invention,
  • The figure 2 represents a method of controlling a mechatronic circuit breaker according to a first embodiment of the invention,
  • The figure 3 represents a method of controlling a mechatronic circuit breaker according to a second embodiment of the invention,
  • The figure 4 represents a method of controlling a mechatronic circuit breaker according to a third embodiment of the invention,
  • The figure 5 represents a method of controlling a mechatronic circuit breaker according to a fourth embodiment of the invention, and
  • The Figures 6a, 6b, 6c , 7a, 7b and 7c represent currents derived from current and integrals of current derivatives.

EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERSDETAILED PRESENTATION OF PARTICULAR EMBODIMENTS

Selon un mode de réalisation préféré représenté à la figure 1 , un disjoncteur mécatronique 1 est intégré sur une ligne électrique dans un réseau de transport d'électricité haute tension à courant continu de grande puissance. Le disjoncteur est par exemple du type décrit dans la publication WO 2013/092873 A1 susmentionnée et ne sera pas détaillé ici.According to a preferred embodiment shown in figure 1 , a mechatronic circuit breaker 1 is integrated on a power line in a high-power high-voltage power transmission network of high power. The circuit breaker is for example of the type described in the publication WO 2013/092873 A1 mentioned above and will not be detailed here.

En amont du disjoncteur 1, une chaîne de mesure de la dérivée du courant comporte un capteur 20 de la dérivée du courant. Il s'agit ici du courant d'entrée Ie(t) du disjoncteur, existant sur la ligne électrique en amont du disjoncteur. Le capteur 20 est par exemple une bobine de Rogowski placée autour de la ligne électrique.Upstream of the circuit breaker 1, a measurement chain of the current derivative comprises a sensor 20 of the derivative of the current. This is the input current I e (t) of the circuit breaker, existing on the power line upstream of the circuit breaker. The sensor 20 is for example a Rogowski coil placed around the power line.

Le capteur 20 a une sortie reliée à une entrée d'un filtre passe-bas 21. Le capteur 20 fournit une mesure dIe(t)/dt de la dérivée du courant au filtre 21, qui effectue un filtrage passe-bas pour éliminer d'éventuelles composantes hautes fréquences qui perturberait la chaîne de mesure.The sensor 20 has an output connected to an input of a low pass filter 21. The sensor 20 provides a measure dI e (t) / dt of the derivative of the current to the filter 21, which performs low-pass filtering to remove possible high frequency components that would disturb the measurement chain.

Le filtre 21 a une sortie reliée à une entrée d'un convertisseur analogique-numérique 22. Le filtre 21 fournit la mesure de dérivée filtrée au convertisseur 22 qui effectue une conversion analogique-numérique du signal reçu.The filter 21 has an output connected to an input of an analog-digital converter 22. The filter 21 provides the filtered derivative measurement to the converter 22 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.

Le convertisseur analogique-numérique 22 a une sortie reliée à une entrée d'un transpondeur 23 dont une sortie est reliée à une extrémité d'un câble à fibre optique. Le transpondeur 23 transforme le signal électrique qu'il reçoit du convertisseur 22 en un signal optique.The analog-digital converter 22 has an output connected to an input of a transponder 23 an output of which is connected to one end of a fiber optic cable. The transponder 23 transforms the electrical signal that it receives from the converter 22 into an optical signal.

L'autre extrémité du câble à fibre optique est reliée à un relai 3 qui utilise les signaux qu'il reçoit comme exposé dans la suite.The other end of the fiber optic cable is connected to a relay 3 which uses the signals it receives as explained below.

Bien entendu, la chaîne de mesure de la dérivée du courant peut être mise en oeuvre de différentes manières.Of course, the measurement chain of the current derivative can be implemented in different ways.

De manière similaire, une chaîne de mesure de la dérivée du courant de sortie Is(t) du disjoncteur 1 peut être prévue.Similarly, a measurement chain of the derivative of the output current I s (t) of the circuit breaker 1 can be provided.

Cette chaîne de mesure comporte des éléments similaires à ceux de la chaîne de mesure amont correspondante. Ainsi, un capteur 40 de la dérivée du courant de sortie est par exemple une bobine de Rogowski placée autour de la ligne électrique.This measurement chain has elements similar to those of the corresponding upstream measurement chain. Thus, a sensor 40 of the derivative of the output current is for example a Rogowski coil placed around the power line.

Le capteur 40 a une sortie reliée à une entrée d'un filtre passe-bas 41. Le capteur 40 fournit une mesure dIs(t)/dt de la dérivée du courant au filtre 41, qui effectue un filtrage passe-bas pour éliminer d'éventuelles composantes hautes fréquences qui perturberait la chaîne de mesure.The sensor 40 has an output connected to an input of a low-pass filter 41. The sensor 40 provides a measurement of s (t) / dt of the current derivative to the filter 41, which performs low-pass filtering to eliminate possible high frequency components that would disturb the measurement chain.

Le filtre 41 a une sortie reliée à une entrée d'un convertisseur analogique-numérique 42. Le filtre 41 fournit la mesure de dérivée filtrée au convertisseur 42 qui effectue une conversion analogique-numérique du signal reçu.The filter 41 has an output connected to an input of an analog-to-digital converter 42. The filter 41 provides the filtered derivative measurement to the converter 42 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.

Le convertisseur analogique-numérique 42 a une sortie reliée à une entrée d'un transpondeur 43 dont une sortie est reliée à une extrémité d'un câble à fibre optique. Le transpondeur 43 transforme le signal électrique qu'il reçoit du convertisseur 42 en un signal optique.The analog-digital converter 42 has an output connected to an input of a transponder 43 an output of which is connected to one end of a fiber optic cable. The transponder 43 transforms the electrical signal that it receives from the converter 42 into an optical signal.

L'autre extrémité du câble à fibre optique est reliée au relai 3 qui reçoit le signal optique et l'exploite comme exposé dans la suite.The other end of the fiber optic cable is connected to the relay 3 which receives the optical signal and operates as shown below.

Bien entendu, la chaîne de mesure de la dérivée du courant de sortie peut elle aussi être mise en oeuvre de différentes manières.Of course, the measurement chain of the derivative of the output current can also be implemented in different ways.

En plus de la chaîne de mesure de la dérivée du courant d'entrée Ie(t) du disjoncteur 1 qui vient d'être décrite, le dispositif selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des chaînes de mesure qui vont être décrites dans la suite.In addition to the measuring chain of the derivative of the input current I e (t) of the circuit breaker 1 which has just been described, the device according to the invention may comprise one or more of the measurement chains which will be described in FIG. the following.

Une chaîne de mesure du courant d'entrée Ie(t) du disjoncteur 1 peut être prévue.A circuit for measuring the input current I e (t) of the circuit breaker 1 can be provided.

Cette chaîne de mesure comporte un capteur 50 du courant d'entrée Ie(t). Il s'agit par exemple d'un shunt résistif. Cette chaîne de mesure comporte ensuite des éléments similaires à ceux de la chaîne de mesure de la dérivée du courant d'entrée.This measurement chain comprises a sensor 50 of the input current I e (t). This is for example a resistive shunt. This measurement chain then comprises elements similar to those of the measurement chain of the derivative of the input current.

Le capteur 50 a une sortie reliée à une entrée d'un filtre passe-bas 51. Le capteur 50 fournit une mesure du courant d'entrée au filtre 51, qui effectue un filtrage passe-bas pour éliminer d'éventuelles composantes hautes fréquences qui perturberait la chaîne de mesure.The sensor 50 has an output connected to an input of a low-pass filter 51. The sensor 50 provides a measurement of the input current to the filter 51, which performs a low-pass filtering to eliminate any high-frequency components that disrupt the measurement chain.

Le filtre 51 a une sortie reliée à une entrée d'un convertisseur analogique-numérique 52. Le filtre 51 fournit la mesure du courant d'entrée filtrée au convertisseur 52 qui effectue une conversion analogique-numérique du signal reçu.The filter 51 has an output connected to an input of an analog-digital converter 52. The filter 51 provides the measurement of the filtered input current to the converter 52 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.

Le convertisseur analogique-numérique 52 a une sortie reliée à une entrée d'un transpondeur 53 dont une sortie est reliée à une extrémité d'un câble à fibre optique. Le transpondeur 53 transforme le signal électrique qu'il reçoit du convertisseur 52 en un signal optique.The analog-digital converter 52 has an output connected to an input of a transponder 53, an output of which is connected to one end of an optical fiber cable. The transponder 53 transforms the electrical signal that it receives from the converter 52 into an optical signal.

L'autre extrémité du câble à fibre optique est reliée au relai 3 qui reçoit le signal optique et l'exploite comme exposé dans la suite.The other end of the fiber optic cable is connected to the relay 3 which receives the optical signal and operates as shown below.

Bien entendu, la chaîne de mesure du courant d'entrée peut elle aussi être mise en oeuvre de différentes manières.Of course, the measurement chain of the input current can also be implemented in different ways.

De manière similaire, une chaîne de mesure du courant de sortie Is(t) du disjoncteur 1 peut être prévue.Similarly, a measurement circuit of the output current I s (t) of the circuit breaker 1 can be provided.

Cette chaîne de mesure comporte des éléments similaires à ceux de la chaîne de mesure amont correspondante. Ainsi, un capteur 60 du courant de sortie Is(t) est par exemple un shunt résistif.This measurement chain has elements similar to those of the corresponding upstream measurement chain. Thus, a sensor 60 of the output current I s (t) is for example a resistive shunt.

Le capteur 60 a une sortie reliée à une entrée d'un filtre passe-bas 61. Le capteur 60 fournit une mesure du courant au filtre 61, qui effectue un filtrage passe-bas pour éliminer d'éventuelles composantes hautes fréquences qui perturberait la chaîne de mesure.The sensor 60 has an output connected to an input of a low-pass filter 61. The sensor 60 provides a measurement of the current to the filter 61, which carries out a low-pass filtering to eliminate any high-frequency components which would disturb the chain. measurement.

Le filtre 61 a une sortie reliée à une entrée d'un convertisseur analogique-numérique 62. Le filtre 61 fournit la mesure de courant de sortie filtrée au convertisseur 62 qui effectue une conversion analogique-numérique du signal reçu.The filter 61 has an output connected to an input of an analog-digital converter 62. The filter 61 provides the measurement of the output current filtered to the converter 62 which performs an analog-to-digital conversion of the received signal.

Le convertisseur analogique-numérique 62 a une sortie reliée à une entrée d'un transpondeur 63 dont une sortie est reliée à une extrémité d'un câble à fibre optique. Le transpondeur 63 transforme le signal électrique qu'il reçoit du convertisseur 62 en un signal optique.The analog-to-digital converter 62 has an output connected to an input of a transponder 63, an output of which is connected to an end of a fiber optic cable. The transponder 63 transforms the electrical signal that it receives from the converter 62 into an optical signal.

L'autre extrémité du câble à fibre optique est reliée au relai 3 qui reçoit le signal optique et l'exploite comme exposé dans la suite.The other end of the fiber optic cable is connected to the relay 3 which receives the optical signal and operates as shown below.

Bien entendu, la chaîne de mesure du courant de sortie peut elle aussi être mise en oeuvre de différentes manières.Of course, the measurement chain of the output current can also be implemented in different ways.

L'invention peut également prendre en compte des mesures de tension, ou de dérivée de tension, aussi bien en amont qu'en aval du disjoncteur.The invention can also take into account voltage measurements, or voltage derivative, both upstream and downstream of the circuit breaker.

Plus précisément, comme exposé dans la publication WO 2013/092873 A1 susmentionné et illustré notamment à la figure 4 de ce document, des appareillages électriques sont intégrés dans le réseau, de part et d'autre du disjoncteur et en série avec celui-ci.More precisely, as stated in the publication WO 2013/092873 A1 mentioned above and illustrated in particular in figure 4 of this document, electrical equipment is integrated in the network, on both sides of the circuit breaker and in series with it.

En particulier, un appareillage de sectionnement est monté en série avec le disjoncteur, en amont et en aval de celui-ci. Un appareillage d'insertion de résistance est monté en série entre chaque appareillage de sectionnement et le disjoncteur.In particular, a switchgear is mounted in series with the circuit breaker, upstream and downstream thereof. A resistance insertion apparatus is connected in series between each switchgear and the circuit breaker.

Des capteurs de tension ou de dérivée de tension peuvent donc être prévus en amont et/ou en aval des appareillages de sectionnement, non représentés à la figure 1.Voltage or voltage derivative sensors can therefore be provided upstream and / or downstream. cutting devices, not shown in the figure 1 .

Plus précisément, une chaîne de mesure peut être prévue respectivement pour la tension amont, la dérivée de la tension amont, la tension aval et la dérivée de la tension aval.More precisely, a measurement chain can be provided respectively for the upstream voltage, the derivative of the upstream voltage, the downstream voltage and the derivative of the downstream voltage.

Ainsi, la chaîne de mesure de tension amont comporte un capteur 70, un filtre passe-bas 71, un convertisseur analogique-numérique 72 et un transpondeur 73. Ces éléments sont connectés en série et le transpondeur est relié au relai 3 via une fibre optique. Le relai 3 reçoit la mesure de tension amont.Thus, the upstream voltage measurement chain comprises a sensor 70, a low-pass filter 71, an analog-digital converter 72 and a transponder 73. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via an optical fiber . Relay 3 receives the upstream voltage measurement.

De manière similaire, la chaîne de mesure de tension aval comporte un capteur 80, un filtre passe-bas 81, un convertisseur analogique-numérique 82 et un transpondeur 83. Ces éléments sont connectés en série et le transpondeur est relié au relai 3 via une fibre optique. Le relai 3 reçoit la mesure de tension aval.Similarly, the downstream voltage measurement chain comprises a sensor 80, a low-pass filter 81, an analog-to-digital converter 82 and a transponder 83. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via a optical fiber. The relay 3 receives the downstream voltage measurement.

La chaîne de mesure de dérivée de tension amont comporte un capteur 90, un filtre passe-bas 91, un convertisseur analogique-numérique 92 et un transpondeur 93. Ces éléments sont connectés en série et le transpondeur est relié au relai 3 via une fibre optique. Le relai 3 reçoit la mesure de dérivée de tension amont.The upstream voltage derivative measuring chain comprises a sensor 90, a low-pass filter 91, an analog-digital converter 92 and a transponder 93. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via an optical fiber. . Relay 3 receives the upstream voltage derivative measurement.

De manière similaire, la chaîne de mesure de dérivée de tension aval comporte un capteur 100, un filtre passe-bas 101, un convertisseur analogique-numérique 102 et un transpondeur 103. Ces éléments sont connectés en série et le transpondeur est relié au relai 3 via une fibre optique. Le relai 3 reçoit la mesure de dérivée de tension aval.Similarly, the downstream voltage derivative measuring chain comprises a sensor 100, a low-pass filter 101, an analog-digital converter 102 and a transponder 103. These elements are connected in series and the transponder is connected to the relay 3 via an optical fiber. The relay 3 receives the downstream voltage derivative measurement.

Le relai 3 peut en outre comporter des entrées pour recevoir des données de téléparamétrage TP, telles que des données relatives au contexte du réseau, ou à des réglages RS de différents seuils utilisés selon l'invention. Les données de téléparamétrage TP permettent d'adapter les décisions prises selon l'invention à la topologie du réseau en distinguant des régimes transitoires « normaux » et des régimes transitoires « anormaux », ces derniers nécessitant un déclenchement du disjoncteur.The relay 3 may furthermore comprise inputs for receiving remote programming data TP, such as data relating to the context of the network, or RS settings of different thresholds used according to the invention. The remote programming data TP make it possible to adapt the decisions taken according to the invention to the topology of the network by distinguishing "normal" transient modes and "abnormal" transient regimes, the latter requiring tripping of the circuit breaker.

L'utilisation des mesures de dérivée de courant et des autres mesures optionnelles par le relai 3 va maintenant être détaillée sous la forme de plusieurs modes de réalisation du procédé selon l'invention. Ces différents modes peuvent être combinés entre eux.The use of the current derivative measurements and other optional measurements by the relay 3 will now be detailed in the form of several embodiments of the method according to the invention. These different modes can be combined with each other.

Le relais 3 comprend ainsi une unité d'acquisition des mesures de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur et des autres mesures optionelles, une unité de traitement informatique notamment configurée pour traiter les mesures acquises, et une unité de commande de déclenchement du disjoncteur en fonction du résultat du traitement des mesures acquises.Relay 3 thus comprises a unit for acquiring measurements of the current derivative at the input of the circuit breaker and the other optional measurements, a computer processing unit notably configured to process the measurements acquired, and a circuit breaker tripping control unit. function of the result of the processing of the acquired measures.

La figure 2 représente un premier mode de réalisation du procédé selon l'invention, sous la forme d'un organigramme comportant des étapes E1 à E7.The figure 2 represents a first embodiment of the method according to the invention, in the form of a flowchart comprising steps E1 to E7.

L'étape E1 est l'acquisition de la mesure de la dérivée dIe(t)/dt du courant d'entrée Ie(t) du disjoncteur 1.Step E1 is the acquisition of the measurement of the derivative dI e (t) / dt of the input current I e (t) of the circuit breaker 1.

L'étape suivante E2 est le calcul de la valeur absolue de la dérivée mesurée à l'étape précédente, et la comparaison de la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur avec un premier seuil prédéterminé S1.The following step E2 is the calculation of the absolute value of the derivative measured in the preceding step, and the comparison of the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker with a first predetermined threshold S 1 .

Si la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 n'est pas supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant d'entrée varie suffisamment peu pour que le courant d'entrée soit considéré comme stable. L'étape E2 est alors suivie de l'étape E1 d'acquisition de la mesure de la dérivée dIe(t)/dt du courant d'entrée du disjoncteur 1.If the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is not greater than the first threshold S 1 , it means that the input current varies sufficiently little so that the input current is considered stable. Step E2 is then followed by step E1 for acquiring the measurement of the derivative dI e (t) / dt of the circuit breaker 1 of the input current.

Si la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 est supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant d'entrée varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is greater than the first threshold S 1 , this means that the input current varies sufficiently that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E2 est suivie de l'étape E3 à laquelle le dépassement de seuil est mémorisé. Une temporisation est lancée lors d'un premier passage par l'étape E3, c'est-à-dire lorsque la temporisation n'est pas déjà en cours.In this case, step E2 is followed by step E3 at which the threshold exceeding is stored. A timer is started during a first pass through step E3, that is to say when the timer is not already in progress.

L'étape suivante E4 est un test pour déterminer si la temporisation est terminée. Tant qu'elle n'est pas terminée, l'étape E4 est suivie de l'étape E1 de mesure de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur.The next step E4 is a test to determine if the timer is complete. As long as it is not completed, step E4 is followed by step E1 for measuring the derivative of the input current of the circuit breaker.

Lorsque la temporisation est terminée et que la valeur absolue de la dérivée est toujours supérieure au seuil S1, cela signifie que le phénomène transitoire qui a été détecté est suffisamment durable pour justifier qu'un ordre de déclenchement du disjoncteur soit donné. L'étape E4 est alors suivie de l'étape E5 qui est l'envoi par le relai 3 d'une commande de déclenchement du disjoncteur.When the delay is complete and the absolute value of the derivative is always greater than the threshold S 1 , this means that the transient phenomenon that has been detected is sufficiently durable to warrant a circuit breaker tripping order to be given. Step E4 is then followed by step E5 which is the sending by relay 3 of a tripping command of the circuit breaker.

En variante, la commande de déclenchement du disjoncteur est envoyée lorsque la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au seuil S1 un nombre prédéterminé de fois successives. La temporisation est alors remplacée par un nombre d'itérations successives auxquelles la réponse est positive au test de l'étape E2.In a variant, the tripping control of the circuit breaker is sent when the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the threshold S 1 a predetermined number of successive times. The delay is then replaced by a number of successive iterations to which the response is positive to the test of step E2.

Selon une autre variante, le nombre prédéterminé de fois successives est égal à un. Dans ce cas, la commande de déclenchement du disjoncteur est envoyée dès que la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est détectée comme étant supérieure au seuil S1.According to another variant, the predetermined number of successive times is equal to one. In this case, the trip control of the circuit breaker is sent as soon as the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is detected to be greater than the threshold S 1 .

Des conditions supplémentaires peuvent être prises en compte pour valider la commande de déclenchement. Une première condition supplémentaire porte sur l'intégrale de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur.Additional conditions may be taken into account to validate the trip command. A first additional condition relates to the integral of the derivative of the input current of the circuit breaker.

Ainsi, dans ce mode de réalisation, l'étape E1 de mesure de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est en outre suivie de l'étape E6 qui est le calcul de l'intégrale de la dérivée précédemment mesurée. Le résultat de ce calcul correspond à la partie variable du courant d'entrée du disjoncteur.Thus, in this embodiment, the step E1 of measuring the derivative of the input current of the circuit breaker is further followed by the step E6 which is the calculation of the integral of the derivative previously measured. The result of this calculation corresponds to the variable part of the input current of the circuit breaker.

L'étape suivante E7 est la comparaison de l'intégrale calculée avec un deuxième seuil prédéterminé S2. Le second seuil S2 dépend de préférence de la valeur moyenne du courant mesuré dans une fenêtre de temps glissante et précédant le franchissement du premier seuil S1 par la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur.The next step E7 is the comparison of the calculated integral with a second predetermined threshold S 2 . The second threshold S 2 preferably depends on the average value of the current measured in a sliding time window and preceding the crossing of the first threshold S 1 by the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker.

Si l'intégrale calculée n'est pas supérieure au deuxième seuil S2, cela signifie que le courant d'entrée varie suffisamment peu pour que le courant d'entrée soit considéré comme stable. L'étape E7 est alors suivie de l'étape E1 de mesure de la dérivée du courant d'entrée.If the calculated integral is not greater than the second threshold S 2 , it means that the input current varies sufficiently little so that the input current is considered stable. Step E7 is then followed by step E1 for measuring the derivative of the input current.

Si l'intégrale calculée est supérieure au deuxième seuil S2, cela signifie que le courant d'entrée varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the calculated integral is greater than the second threshold S 2 , it means that the input current varies sufficiently so that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E7 est suivie de l'étape E5 précédemment décrite.In this case, step E7 is followed by step E5 previously described.

Dans ce cas, l'étape E5 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les deux conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au premier seuil S1, et
  • l'intégrale de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au deuxième seuil S2.
In this case, the step E5 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the two following conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the first threshold S 1 , and
  • the integral of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the second threshold S 2 .

Dans une variante de ce mode de réalisation, l'étape E6 est modifiée pour remplacer le calcul de l'intégrale de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur par l'acquisition d'une mesure du courant en entrée du disjoncteur, puis la détermination d'une valeur moyenne du courant mesuré sur une fenêtre de temps glissante.In a variant of this embodiment, the step E6 is modified to replace the calculation of the integral of the derivative of the input current of the circuit breaker by the acquisition of a measurement of the input current of the circuit breaker, then the determining an average value of the current measured over a sliding time window.

L'étape E7 est également modifiée pour comparer la valeur moyenne calculée avec un troisième seuil S3.Step E7 is also modified to compare the calculated average value with a third threshold S 3 .

Si la valeur moyenne calculée n'est pas supérieure au troisième seuil S3, cela signifie que le courant d'entrée varie suffisamment peu pour que le courant d'entrée soit considéré comme stable. L'étape E7 est alors suivie de l'étape E1 de mesure de la dérivée du courant d'entrée.If the calculated average value is not greater than the third threshold S 3 , this means that the input current varies sufficiently little so that the input current is considered stable. Step E7 is then followed by step E1 for measuring the derivative of the input current.

Si la valeur moyenne calculée est supérieure au troisième seuil S3, cela signifie que le courant d'entrée varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the calculated average value is greater than the third threshold S 3 , it means that the input current varies sufficiently so that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E7 est suivie de l'étape E5 précédemment décrite.In this case, step E7 is followed by step E5 previously described.

Dans cette variante, l'étape E5 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les deux conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au premier seuil S1, et
  • la valeur moyenne du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au troisième seuil S3.
In this variant, the step E5 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the following two conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the first threshold S 1 , and
  • the average value of the input current of the circuit breaker is greater than the third threshold S 3 .

La figure 3 représente un deuxième mode de réalisation du procédé selon l'invention, sous la forme d'un organigramme comportant des étapes E11 à E18. Ce mode de réalisation prend en compte des tensions mesurées en amont et/ou en aval du disjoncteur.The figure 3 represents a second embodiment of the method according to the invention, in the form of a flowchart comprising steps E11 to E18. This embodiment takes into account voltages measured upstream and / or downstream of the circuit breaker.

Les étapes E11 à E15 sont similaires aux étapes E1 à E5 du premier mode de réalisation précédemment décrit.Steps E11 to E15 are similar to steps E1 to E5 of the first embodiment previously described.

L'étape E11 est l'acquisition de la mesure de la dérivée dIe(t)/dt du courant d'entrée Ie(t) du disjoncteur 1.Step E11 is the acquisition of the measurement of the derivative dI e (t) / dt of the input current I e (t) of the circuit breaker 1.

L'étape suivante E12 est le calcul de la valeur absolue de la dérivée mesurée à l'étape précédente, et la comparaison de la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur avec le premier seuil prédéterminé S1.The next step E12 is the calculation of the absolute value of the derivative measured in the previous step, and the comparison of the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker with the first predetermined threshold S 1 .

Si la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 n'est pas supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant d'entrée varie suffisamment peu pour que le courant d'entrée soit considéré comme stable. L'étape E12 est alors suivie de l'étape E11 de mesure de la dérivée du courant d'entrée.If the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is not greater than the first threshold S 1 , it means that the input current varies sufficiently little so that the input current is considered stable. Step E12 is then followed by step E11 of measuring the derivative of the input current.

Si la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 est supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant d'entrée varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is greater than the first threshold S 1 , this means that the input current varies sufficiently that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E12 est suivie de l'étape E13 à laquelle le dépassement de seuil est mémorisé. Une temporisation est lancée lors d'un premier passage par l'étape E13, c'est-à-dire lorsque la temporisation n'est pas déjà en cours.In this case, step E12 is followed by step E13 at which the threshold exceeding is stored. A timer is started during a first pass through step E13, that is to say when the timer is not already in progress.

L'étape suivante E14 est un test pour déterminer si la temporisation est terminée. Tant qu'elle n'est pas terminée, l'étape E14 est suivie de l'étape E11 de mesure de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur.The next step E14 is a test to determine if the timer is complete. As long as it is not completed, step E14 is followed by step E11 of measuring the derivative of the input current of the circuit breaker.

Lorsque la temporisation est terminée et que la valeur absolue de la dérivée est toujours supérieure au seuil S1, cela signifie que le phénomène transitoire qui a été détecté est suffisamment durable pour justifier qu'un ordre de déclenchement du disjoncteur soit donné. L'étape E14 est alors suivie de l'étape E15 qui est l'envoi par le relai 3 d'une commande de déclenchement du disjoncteur.When the delay is complete and the absolute value of the derivative is always greater than the threshold S 1 , this means that the transient phenomenon that has been detected is sufficiently durable to warrant a circuit breaker tripping order to be given. Step E14 is then followed by step E15 which is the sending by relay 3 of a tripping command of the circuit breaker.

En variante, l'étape E14 est suivie de l'étape E15 lorsque la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au seuil S1 un nombre prédéterminé de fois successives. La temporisation est alors remplacée par un nombre d'itérations successives auxquelles la réponse est positive au test de l'étape E12.As a variant, the step E14 is followed by the step E15 when the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the threshold S 1 a predetermined number of successive times. The timer is then replaced by a number of successive iterations to which the response is positive to the test of step E12.

Selon une autre variante, le nombre prédéterminé de fois successives est égal à un. Dans ce cas, l'étape E14 est suivie de l'étape E15 dès que la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au seuil S1.According to another variant, the predetermined number of successive times is equal to one. In this case, step E14 is followed by step E15 as soon as the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the threshold S 1 .

Une condition supplémentaire pour valider la commande de déclenchement de l'étape E15 porte sur la tension en amont du disjoncteur.An additional condition for validating the trip control of step E15 relates to the voltage upstream of the circuit breaker.

Ainsi, ce mode de réalisation comporte en outre l'étape E16 correspondant à l'acquisition de la mesure de la tension en amont du disjoncteur.Thus, this embodiment further comprises the step E16 corresponding to the acquisition of the measurement of the voltage upstream of the circuit breaker.

La tension en amont du disjoncteur est mesurée de manière continue. Les valeurs mesurées sont mémorisées.The voltage upstream of the circuit breaker is measured continuously. The measured values are stored.

Lorsque la réponse au test de l'étape E12 est positive, c'est-à-dire que la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 est supérieure au premier seuil S1, et donc que le courant d'entrée varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal, l'étape E16 est suivie de l'étape E17 à laquelle est calculé un rapport entre la tension U0 mesurée avant cet instant de variation du courant et la tension U1 mesurée après ce même instant.When the test response of the step E12 is positive, that is to say that the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is greater than the first threshold S 1 , and therefore that the current of input varies sufficiently large so that the transient regime is considered abnormal, step E16 is followed by step E17 which is calculated a ratio between the voltage U 0 measured before this moment of variation of the current and the voltage U 1 measured after that moment.

L'étape suivante E18 est la comparaison du rapport calculé U0/U1 avec un seuil prédéterminé SR de rapport de tension.The next step E18 is the comparison of the calculated ratio U 0 / U 1 with a predetermined threshold S R of voltage ratio.

Si le rapport U0/U1 des tensions mesurées n'est pas supérieur au seuil SR, cela signifie que le la tension varie suffisamment peu pour être considérée comme stable. L'étape E18 est alors suivie de l'étape E16 d'acquisition de la mesure de la tension en amont du disjoncteur.If the ratio U 0 / U 1 of the measured voltages is not greater than the threshold S R , it means that the voltage varies sufficiently little to be considered stable. Step E18 is then followed by step E16 of acquiring the measurement of the voltage upstream of the circuit breaker.

Si le rapport U0/U1 des tensions mesurées est supérieur au seuil SR, cela signifie que la tension varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the ratio U 0 / U 1 of the measured voltages is greater than the threshold S R , this means that the voltage sufficiently important for the transitional regime to be considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E18 est suivie de l'étape E15 précédemment décrite.In this case, step E18 is followed by step E15 previously described.

Dans ce mode de réalisation, l'étape E15 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les deux conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieur au premier seuil S1, et
  • le rapport U0/U1 des tensions mesurées en amont du disjoncteur, avant et après l'apparition d'un défaut supposé, est supérieur au seuil de rapport de tension SR.
In this embodiment, the step E15 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the following two conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the first threshold S 1 , and
  • the ratio U 0 / U 1 of the voltages measured upstream of the circuit breaker, before and after the occurrence of a supposed fault, is greater than the voltage ratio threshold S R.

Dans une variante de ce mode de réalisation, l'étape E16 est modifiée pour remplacer la mesure de la tension en amont du disjoncteur par la mesure de la tension en aval du disjoncteur.In a variant of this embodiment, step E16 is modified to replace the measurement of the voltage upstream of the circuit breaker by measuring the voltage downstream of the circuit breaker.

Les étapes suivantes E17 et E18 sont similaires à celles décrites précédemment, mais sont effectuées en prenant comme valeurs de tension les valeurs de tension mesurées en aval du disjoncteur.The following steps E17 and E18 are similar to those described above, but are performed by taking as voltage values the voltage values measured downstream of the circuit breaker.

Dans ce cas, l'étape E15 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les deux conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieur au premier seuil S1, et
  • le rapport des tensions mesurées en aval du disjoncteur est supérieur au seuil de rapport de tension SR.
In this case, the step E15 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the two following conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the first threshold S 1 , and
  • the ratio of the voltages measured downstream of the circuit breaker is greater than the voltage ratio threshold S R.

Dans une autre variante de ce mode de réalisation, l'étape E16 est modifiée pour effectuer la mesure de la tension en amont du disjoncteur et en aval du disjoncteur.In another variant of this embodiment, step E16 is modified to measure the voltage upstream of the circuit breaker and downstream of the circuit breaker.

Les étapes suivantes E17 et E18 sont similaires à celles décrites précédemment, mais sont effectuées en prenant comme valeurs de tension d'une part les valeurs de tension mesurées en amont du disjoncteur et d'autre part les valeurs de tension mesurées en aval du disjoncteur.The following steps E17 and E18 are similar to those described above, but are performed by taking as voltage values on the one hand the voltage values measured upstream of the circuit breaker and on the other hand the voltage values measured downstream of the circuit breaker.

Dans ce cas, l'étape E15 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les trois conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au premier seuil S1,
  • le rapport des tensions mesurées en amont du disjoncteur est supérieur au seuil de rapport de tension SR, et
  • le rapport des tensions mesurées en aval du disjoncteur est supérieur au seuil de rapport de tension SR.
In this case, the step E15 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the following three conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit-breaker is greater than the first threshold S 1 ,
  • the ratio of the voltages measured upstream of the circuit-breaker is greater than the voltage ratio threshold S R , and
  • the ratio of the voltages measured downstream of the circuit breaker is greater than the voltage ratio threshold S R.

Selon encore une autre variante de ce mode de réalisation, l'étape E16 est modifiée pour effectuer une acquisition de la mesure de la dérivée de la tension en amont du disjoncteur.According to yet another variant of this embodiment, step E16 is modified to perform an acquisition of the measurement of the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker.

L'étape E16 est alors suivie de l'étape E18 qui est modifiée pour comparer la valeur absolue de la dérivée de la tension en amont du disjoncteur avec un seuil de dérivée de tension SDU.Step E16 is then followed by step E18 which is modified to compare the absolute value of the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker with a voltage derivative threshold S DU .

Si la valeur absolue de la dérivée de la tension en amont du disjoncteur n'est pas supérieure au seuil SDU, cela signifie que le la tension varie suffisamment peu pour être considérée comme stable. L'étape E18 est alors suivie de l'étape E16 d'acquisition de la mesure de la tension en amont du disjoncteur.If the absolute value of the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker is not greater than the threshold S DU , it means that the voltage varies sufficiently little to be considered stable. Step E18 is then followed by step E16 of acquiring the measurement of the voltage upstream of the circuit breaker.

Si la valeur absolue de la dérivée de la tension en amont du disjoncteur est supérieure au seuil de dérivée de tension SDU, cela signifie que la tension varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the absolute value of the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker is greater than the voltage derivative threshold S DU , it means that the voltage varies sufficiently so that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E18 est suivie de l'étape E15 précédemment décrite.In this case, step E18 is followed by step E15 previously described.

Dans ce cas, l'étape E15 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les deux conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieur au premier seuil S1, et
  • la valeur absolue de la dérivée de la tension en amont du disjoncteur est supérieure au seuil de dérivée de tension SDU.
In this case, the step E15 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the two following conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the first threshold S 1 , and
  • the absolute value of the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker is greater than the voltage derivative threshold S DU .

Selon encore une autre variante de ce mode de réalisation, l'étape E16 est modifiée pour effectuer l'acquisition de la mesure de la dérivée de la tension en aval du disjoncteur.According to yet another variant of this embodiment, step E16 is modified to perform the acquisition of the measurement of the derivative of the voltage downstream of the circuit breaker.

Cette variante est similaire à celle précédemment décrite, dans laquelle la dérivée de la tension en amont est remplacée par la dérivée de la tension en aval.This variant is similar to that previously described, in which the derivative of the upstream voltage is replaced by the derivative of the downstream voltage.

Selon encore une autre variante de ce mode de réalisation, l'étape E16 est modifiée pour effectuer d'une part l'acquisition de la mesure de la dérivée de la tension en amont du disjoncteur et d'autre part l'acquisition de la mesure de la dérivée de la tension en aval du disjoncteur.According to yet another variant of this embodiment, step E16 is modified to perform firstly the acquisition of the measurement of the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker and secondly the acquisition of the measurement. the derivative of the voltage downstream of the circuit breaker.

L'étape E18 est modifiée pour comparer les valeurs aboslues de ces deux dérivées au seuil de dérivée de tension SDU.Step E18 is modified to compare the aboslue values of these two derivatives with the voltage derivative threshold S DU .

Dans ce cas, l'étape E15 d'envoi d'une commande de déclenchement du disjoncteur n'est effectuée que si les trois conditions suivantes sont réunies :

  • la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au premier seuil S1,
  • la dérivée de la tension en amont du disjoncteur est supérieure au seuil de dérivée de tension SDU, et
  • la dérivée de la tension en aval du disjoncteur est supérieure au seuil de dérivée de tension SDU.
In this case, the step E15 of sending a trip command of the circuit breaker is performed only if the following three conditions are met:
  • the absolute value of the derivative of the input current of the circuit-breaker is greater than the first threshold S 1 ,
  • the derivative of the voltage upstream of the circuit breaker is greater than the voltage derivative threshold S DU , and
  • the derivative of the voltage downstream of the circuit breaker is greater than the voltage derivative threshold S DU .

Bien entendu, il est possible de conditionner le déclenchement du disjoncteur à la fois aux conditions supplémentaires exposées en référence à la figure 2 et à celles exposées en référence à la figure 3.Of course, it is possible to condition the tripping of the circuit breaker at the same time to the additional conditions exposed with reference to the figure 2 and those exposed with reference to the figure 3 .

En référence à la figure 4 , un troisième mode de réalisation de l'invention comporte une possibilité d'inhibition de la commande de déclenchement du disjoncteur. Ce mode de réalisation comporte des étapes E20 à E23 qui sont parcourues après l'étape E5 ou l'étape E15, c'est-à-dire après l'envoi de la commande de déclenchement du disjoncteur.With reference to the figure 4 a third embodiment of the invention comprises a possibility of inhibiting the tripping control of the circuit breaker. This embodiment comprises steps E20 to E23 that are traversed after step E5 or step E15, that is to say after sending the trip command of the circuit breaker.

L'étape E20 correspond à l'acquisition de la mesure de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur. Cette étape est similaire aux étapes E1 et E11 précédemment décrites.Step E20 corresponds to the acquisition of the measurement of the derivative of the input current of the circuit breaker. This step is similar to the previously described steps E1 and E11.

L'étape suivante E21 est la comparaison de la valeur absolue de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur avec le premier seuil prédéterminé S1. Cette étape est similaire aux étapes E2 et E12 précédemment décrites.The next step E21 is the comparison of the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker with the first predetermined threshold S 1 . This step is similar to the previously described steps E2 and E12.

Si la dérivée du courant en entrée du disjoncteur est supérieure au seuil S1, cela confirme le résultat de l'étape E2 ou E12. La commande de déclenchement du disjoncteur ne doit alors pas être annulée.If the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the threshold S 1 , this confirms the result of step E2 or E12. The trip control of the circuit breaker must not be canceled.

Si la dérivée du courant en entrée du disjoncteur est inférieure au seuil S1, le résultat de l'étape E2 ou E12 n'est alors pas confirmé. Dans ce cas, l'étape E21 est suivie de l'étape E22 à laquelle la commande de déclenchement du disjoncteur est annulée, par envoi d'une commande d'inhibition. Dans le cas contraire, la commande de déclenchement du disjoncteur est confirmée lors d'une étape E25.If the derivative of the input current of the circuit breaker is below the threshold S 1 , the result of step E2 or E12 is then not confirmed. In this case, step E21 is followed by step E22 at which the trip control of the circuit breaker is canceled, by sending an inhibit command. Otherwise, the tripping command of the circuit breaker is confirmed during a step E25.

Ainsi la commande de déclenchement du disjoncteur est confirmée ou annulée, et ce dans un temps compatible avec les impératifs de rapidité de réaction lorsqu'il faut déclencher le disjoncteur.Thus the tripping command of the circuit breaker is confirmed or canceled, and in a time compatible with the requirements of speed of reaction when the circuit breaker must be tripped.

Selon une variante de ce mode de réalisation, la possibilité d'inhibition de la commande de déclenchement du disjoncteur est conditionnée par la valeur de l'intégrale de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur.According to a variant of this embodiment, the possibility of inhibiting the tripping control of the circuit breaker is conditioned by the value of the integral of the derivative of the input current of the circuit breaker.

Dans cette variante, l'étape E20 est en outre suivie de l'étape E23 à laquelle est calculée l'intégrale de la valeur mesurée de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur.In this variant, the step E20 is further followed by the step E23 at which is calculated the integral of the measured value of the derivative of the input current of the circuit breaker.

L'étape suivante E24 est la comparaison de l'intégrale calculée avec le deuxième seuil prédéterminé S2.The next step E24 is the comparison of the calculated integral with the second predetermined threshold S 2 .

Si l'intégrale calculée est supérieure au seuil S2, cela confirme le résultat de l'étape E7 ou E18. La commande de déclenchement du disjoncteur est alors confirmée lors de l'étape E25.If the calculated integral is greater than the threshold S 2 , this confirms the result of step E7 or E18. The trip control of the circuit breaker is then confirmed during step E25.

Si l'intégrale calculée est inférieure au deuxième seuil S2, le résultat de l'étape E7 ou E18 n'est alors pas confirmé. Dans ce cas, l'étape E24 est suivie de l'étape E22 à laquelle la commande de déclenchement du disjoncteur est annulée, par envoi d'une commande d'inhibition.If the calculated integral is smaller than the second threshold S 2 , the result of step E7 or E18 is not confirmed. In this case, the step E24 is followed by the step E22 at which the trip control of the circuit breaker is canceled, by sending an inhibition command.

Ainsi, la commande de déclenchement du disjoncteur est annulée :

  • lorsque la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est inférieure au premier seuil S1, et/ou
  • lorsque l'intégrale de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est inférieure au deuxième seuil S2.
Thus, the tripping command of the circuit breaker is canceled:
  • when the absolute value of the derivative of the input current of the circuit-breaker is lower than the first threshold S 1 , and / or
  • when the integral of the derivative of the input current of the circuit breaker is less than the second threshold S 2 .

En référence à la figure 5 , un quatrième mode de réalisation de l'invention prend en compte le courant en sortie du disjoncteur. Ce mode de réalisation comporte des étapes E31 à E38.With reference to the figure 5 , a fourth embodiment of the invention takes into account the output current of the circuit breaker. This embodiment comprises steps E31 to E38.

Les étapes E31 à E35 sont similaires aux étapes E1 à E5 du premier mode de réalisation précédemment décrit.Steps E31 to E35 are similar to steps E1 to E5 of the first embodiment previously described.

L'étape E31 correspond à l'acquisition de la mesure de la dérivée du courant d'entrée Ie(t) du disjoncteur 1.Step E31 corresponds to the acquisition of the measurement of the derivative of the input current I e (t) of the circuit breaker 1.

L'étape suivante E32 est le calcul de la valeur absolue de la dérivée mesurée à l'étape précédente E31, et la comparaison de la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur avec le premier seuil prédéterminé S1.The following step E32 is the calculation of the absolute value of the derivative measured in the previous step E31, and the comparison of the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker with the first predetermined threshold S 1 .

Si la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 n'est pas supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant d'entrée varie suffisamment peu pour que le courant d'entrée soit considéré comme stable. L'étape E32 est alors suivie de l'étape E31 d'acquisition de la mesure de la dérivée du courant d'entrée.If the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is not greater than the first threshold S 1 , it means that the input current varies sufficiently little so that the input current is considered stable. Step E32 is then followed by step E31 of acquiring the measurement of the derivative of the input current.

Si la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur 1 est supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant d'entrée varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker 1 is greater than the first threshold S 1 , this means that the input current varies sufficiently that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E32 est suivie de l'étape E33 à laquelle le dépassement de seuil est mémorisé. Une temporisation est lancée lors d'un premier passage par l'étape E33, c'est-à-dire lorsque la temporisation n'est pas déjà en cours.In this case, step E32 is followed by step E33 at which the threshold exceeding is stored. A timer is started during a first pass through step E33, that is to say when the timer is not already in progress.

L'étape suivante E34 est un test pour déterminer si la temporisation est terminée. Tant qu'elle n'est pas terminée, l'étape E34 est suivie de l'étape E31 de mesure de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur.The next step E34 is a test to determine if the timer is complete. As long as it is not completed, step E34 is followed by step E31 of measuring the derivative of the input current of the circuit breaker.

Lorsque la temporisation est terminée et que la valeur absolue de la dérivée du courent d'entrée du disjoncteur est toujours supérieure au seuil S1, cela signifie que le phénomène transitoire qui a été détecté est suffisamment durable pour justifier qu'un ordre de déclenchement du disjoncteur soit donné. L'étape E34 est alors suivie de l'étape E35 qui est l'envoi par le relai 3 d'une commande de déclenchement du disjoncteur.When the delay is complete and the absolute value of the derivative of the input circuit of the circuit breaker is always greater than the threshold S 1 , it means that the transient phenomenon that has been detected is sufficiently durable to justify that a trip order of the breaker be given. Step E34 is then followed by step E35 which is the sending by relay 3 of a tripping command of the circuit breaker.

En variante, la commande de déclenchement du disjoncteur est envoyée lorsque la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au seuil S1 un nombre prédéterminé de fois successives. La temporisation est alors remplacée par un nombre d'itérations successives auxquelles la réponse est positive au test de l'étape E32.In a variant, the tripping control of the circuit breaker is sent when the absolute value of the derivative of the input current of the circuit breaker is greater than the threshold S 1 a predetermined number of successive times. The timer is then replaced by a number of successive iterations to which the response is positive to the test of step E32.

Selon une autre variante, le nombre prédéterminé de fois successives est égal à un. Dans ce cas, la commande de déclenchement du disjoncteur est envoyée dès que la valeur absolue de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est supérieure au seuil S1.According to another variant, the predetermined number of successive times is equal to one. In this case, the trip control of the circuit breaker is sent as soon as the absolute value of the derivative of the circuit breaker input current is greater than threshold S 1 .

Selon ce mode de réalisation, le procédé comprend une étape E36 d'acquisition de la mesure de la dérivée du courant de sortie Is(t) du disjoncteur 1.According to this embodiment, the method comprises a step E36 of acquiring the measurement of the derivative of the output current I s (t) of the circuit breaker 1.

L'étape suivante E37 correspond au calcul de la valeur absolue de la dérivée mesurée à l'étape précédente, et la comparaison de la valeur absolue de la dérivée du courant de sortie du disjoncteur avec le premier seuil prédéterminé S1.The next step E37 corresponds to the calculation of the absolute value of the derivative measured in the preceding step, and the comparison of the absolute value of the derivative of the output current of the circuit breaker with the first predetermined threshold S 1 .

Si la valeur absolue de la dérivée du courant de sortie du disjoncteur 1 n'est pas supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant de sortie varie suffisamment peu pour que le courant de sortie soit considéré comme stable. L'étape E37 est alors suivie de l'étape E36 de mesure de la dérivée du courant de sortie du disjoncteur.If the absolute value of the derivative of the output current of the circuit breaker 1 is not greater than the first threshold S 1 , this means that the output current varies sufficiently little so that the output current is considered stable. Step E37 is then followed by step E36 of measuring the derivative of the output current of the circuit breaker.

Si la valeur absolue de la dérivée du courant de sortie du disjoncteur 1 est supérieure au premier seuil S1, cela signifie que le courant de sortie varie de manière suffisamment importante pour que le régime transitoire soit considéré comme anormal.If the absolute value of the derivative of the output current of the circuit breaker 1 is greater than the first threshold S 1 , this means that the output current varies sufficiently that the transient regime is considered abnormal.

Dans ce cas, l'étape E37 est suivie de l'étape E38 qui correspond à une comparaison des valeurs absolues des dérivées des courants en entrée et en sortie du disjoncteur. Une différence (supérieure à un seuil) entre lesdites valeurs absolues permet de caractériser un défaut interne au disjoncteur, tandis que des valeurs proches desdites valeurs aboslues permettent de caractériser un défaut externe au disjoncteur.In this case, step E37 is followed by step E38 which corresponds to a comparison of the absolute values of the derivatives of the input and output currents of the circuit breaker. A difference (greater than a threshold) between said absolute values makes it possible to characterize a fault internal to the circuit breaker, while values close to said aboslues values make it possible to characterize a fault external to the circuit breaker.

Les figures 6a à 6c représentent respectivement des exemples de courant Ie(t) d'entrée du disjoncteur, de dérivée de ce courant, et d'intégrale de cette dérivée.The Figures 6a to 6c respectively represent examples of current I e (t) input circuit breaker, derived from this current, and integral of this derivative.

Le courant d'entrée Ie(t) est sensiblement constant jusqu'à un instant t0. On suppose qu'à l'instant t0, un défaut apparait. En conséquence, le courant commence à croitre à partir de cet instant.The input current I e (t) is substantially constant until a time t 0 . It is assumed that at time t 0 , a fault appears. As a result, the current begins to grow from this moment.

La dérivée du courant d'entrée du disjoncteur passe ainsi d'une valeur nulle à une valeur non nulle, ici positive, à l'instant t0.The derivative of the input current of the circuit breaker thus goes from a zero value to a non-zero value, here positive, at time t 0 .

L'intégrale de la dérivée du courant d'entrée du disjoncteur est nulle jusqu'à l'instant t0. A partir de l'instant t0, elle croît en suivant la même pente que le courant.The integral of the derivative of the input current of the circuit breaker is zero until time t 0 . From time t 0 , it grows following the same slope as the current.

Les figures 7a à 7c représentent respectivement d'autres exemples de courant Ie(t) d'entrée du disjoncteur, de dérivée de ce courant, et d'intégrale de cette dérivée.The Figures 7a to 7c respectively represent other examples of current I e (t) circuit breaker input, derivative of this current, and integral of this derivative.

A partir de l'instant t0 d'apparition d'un défaut, le courant décroît, sa dérivée prend une valeur non-nulle et négative, et l'intégrale de la dérivée du courant décroît également.From the time t 0 of appearance of a fault, the current decreases, its derivative takes a non-zero value and negative, and the integral of the derivative of the current also decreases.

En mettant en oeuvre l'invention, il est possible de détecter le défaut aussi bien dans le cas où le courant augmente que dans le cas où il diminue. Ainsi, le défaut peut être détecté et l'ordre de déclenchement envoyé au disjoncteur même si le courant a encore une valeur comprise dans une plage de fonctionnement normale. Par exemple, dans l'exemple des figures 7a à 7c, la commande de déclenchement peut être envoyée alors que le courant a une valeur proche de zéro.By implementing the invention, it is possible to detect the fault both in the case where the current increases than in the case where it decreases. Thus, the fault can be detected and the trip command sent to the circuit breaker even if the current still has a value within a normal operating range. For example, in the example of Figures 7a to 7c , the trigger command can be sent while the current has a value close to zero.

En commandant le déclenchement du disjoncteur très rapidement après l'apparition du défaut, on interrompt la croissance (figure 6a) ou la décroissante (figure 7a) du courant.By controlling the tripping of the circuit-breaker very quickly after the appearance of the fault, the growth is interrupted ( figure 6a ) or decreasing ( figure 7a ) of the current.

L'invention n'est pas limitée au procédé tel que décrit précédemment mais s'étend également à un dispositif de commande d'un disjoncteur mécatronique destiné à couper un courant électrique circulant à travers un moyen de transmission de l'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comporte:

  • une unité d'acquisition d'une mesure de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur,
  • une unité de traitement informatique configurée pour comparer la valeur absolue de la dérivée du courant en entrée avec un premier seuil prédéterminé,
  • une unité de commande de déclenchement du disjoncteur lorsque la valeur absolue de la dérivée du courant en entrée est supérieure audit premier seuil prédéterminé.
The invention is not limited to the method as described above but also extends to a control device of a mechatronic circuit breaker intended to cut an electric current flowing through a means of transmission of electrical energy, characterized in that what it includes:
  • a unit for acquiring a measurement of the derivative of the input current of the circuit breaker,
  • a computer processing unit configured to compare the absolute value of the derivative of the input stream with a first predetermined threshold,
  • a circuit breaker trip control unit when the absolute value of the derivative of the input current is greater than said first predetermined threshold.

Et l'invention s'étend également à un produit programme d'ordinateur comprenant des instructions de code pour l'exécution des étapes du procédé tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur.And the invention also extends to a computer program product comprising code instructions for performing the steps of the method as described above, when said program is run on a computer.

L'invention n'est par ailleurs pas limitée à l'utilisation de la mesure de la dérivée du courant en entrée du disjoncteur pour assurer la commande de déclenchement, mais peut également utiliser la mesure de la dérivée du courant en sortie du disjoncteur pour assurer cette commande, les notions entrée/sortie et amont/aval étant alors simplement interverties.The invention is furthermore not limited to the use of the measurement of the derivative of the input current of the circuit breaker to provide the tripping control, but can also use the measurement of the derivative of the output current of the circuit breaker for ensure this command, the notions input / output and upstream / downstream are simply reversed.

Claims (12)

  1. A method of controlling a mechatronic circuit breaker (1) for interrupting an electric current flowing in electric energy transmission means, the method being characterized in that it comprises the following steps:
    • acquiring a measurement of the derivative (dIe(t)/dt) of the input current to the circuit breaker;
    • comparing the absolute value of the derivative of the input current with a first predetermined threshold (S1); and
    • sending a trigger command to the circuit breaker when the absolute value of the derivative of the input current is greater than said first predetermined threshold (S1).
  2. A method according to claim 1, characterized in that the step of sending a trigger command to the circuit breaker is performed when the absolute value of the derivative of the input current is greater than the first threshold for a predetermined duration.
  3. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that it further comprises the following steps:
    • calculating the integral of the measured value of the derivative of the input current;
    • comparing the calculated integral with a second predetermined threshold (S2); and
    in that the step of sending a trigger command to the circuit breaker is performed if the calculated integral is also greater than said second threshold (S2).
  4. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that it further comprises the following steps:
    • acquiring a measurement of the input current (Ie(t)) to the circuit breaker;
    • determining a mean value of the measured current over a moving time window; and
    • comparing the mean value of the measured current with a third predetermined threshold (S3); and
    in that the step of sending a trigger command to the circuit breaker is performed if the mean value of the measured current is also greater than said third threshold.
  5. A method according to claim 3, respectively claim 4, wherein the second threshold (S2), or respectively the third threshold (S3), depends on the mean value of the input current to the circuit breaker over a period that precedes crossing of the first threshold (S1).
  6. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that it further comprises the following steps:
    • acquiring a measurement of the voltage upstream from the circuit breaker and/or a measurement of the voltage downstream from the circuit breaker;
    • calculating a ratio of the voltages measured upstream from the circuit breaker before and after detecting that the absolute value of the derivative of the input current to the circuit breaker is greater than the first threshold (S1), and/or a ratio of the voltages measured downstream from the circuit breaker before and after detecting that the absolute value of the derivative of the input current to the circuit breaker is greater than the first threshold (S1);
    • comparing the ratio of the voltages measured upstream and/or of the ratio of the voltages downstream with a voltage ratio threshold (SR); and
    in that the step of sending a trigger command to the circuit breaker is performed if the ratio of the voltages measured upstream and/or the ratio of the voltages measured downstream is also greater than the voltage ratio threshold (SR).
  7. A method according to claim 1 or claim 2, characterized in that it further comprises the following steps:
    • acquiring a measurement of the derivative of the voltage upstream from the circuit breaker and/or a measurement of the derivative of the voltage downstream from the circuit breaker;
    • comparing the derivative of the voltage measured upstream and/or the derivative of the voltage measured downstream with a voltage derivative threshold (SDU);
    and
    in that the step of sending a trigger command to the circuit breaker is performed if the derivative of the voltage measured upstream and/or the derivative of the voltage measured downstream is also greater than the voltage derivative threshold (SDU).
  8. A method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that after the step of sending a trigger command to the circuit breaker, the method includes the following steps:
    • acquiring a measurement of the derivative of the input current to the circuit breaker;
    • comparing the absolute value of the derivative of the input current with the first threshold (S1); and
    • inhibiting the sending of the trigger command to the circuit breaker when the absolute value of the derivative of the input current is not greater than said first threshold (S1).
  9. A method according to claim 8, characterized in that after the step of sending a trigger command to the circuit breaker, the method also includes the following step:
    • calculating the integral of the measured value of the derivative of the input current;
    • comparing the calculated integral with the second threshold (S2); and
    in that the step of inhibiting the sending of the trigger command to the circuit breaker is performed if the calculated integral is also not greater than said second predetermined threshold (S2).
  10. A method according to any one of claims 1 to 9, also comprising the following steps:
    • acquiring a measurement of the derivative of the output current from the circuit breaker;
    • comparing the absolute value of the measured derivative of the output current from the circuit breaker with the first threshold (S1); and
    • when the absolute value of the measured derivative of the output current from the circuit breaker is greater than said first threshold (S1), comparing the absolute value of the measured derivative of the input current to the circuit breaker with the absolute value of the measured derivative of the output current from the circuit breaker in order to determine whether a fault is internal or external relative to the circuit breaker.
  11. A device for controlling a mechatronic circuit breaker (1) in order to interrupt an electric current flowing via electric energy transmission means, the device being characterized in that it comprises:
    • an acquisition unit for acquiring a measurement of the derivative (dIe(t)/dt) of the input current to the circuit breaker;
    • a computer processor unit configured to compare the absolute value of the derivative of the input current with a first predetermined threshold (S1); and
    • a control unit for triggering the circuit breaker when the absolute value of the derivative of the input current is greater than said first predetermined threshold (S1).
  12. A computer program product including code instructions for executing the steps of the method according to any one of claims 1 to 10 when said program is executed on a computer.
EP14750466.6A 2013-08-13 2014-08-11 Method, device and computer program for controlling a mechatronic circuit breaker Active EP3033760B1 (en)

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