Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

(19) Europâisches Patentamt European Patent Office Office européen des brevets

(19) Europâisches Patentamt European Patent Office Office européen des brevets (12) péen des brevets E P 0 7 3 8 4 3 2 B 1 FASCICULE DE BREVET E U R O P E E N (45) Date de publication et mention de la délivrance du brevet: 11.11.1998 Bulletin 1998/46 (21) Numéro de dépôt: 95905167.3 (22) Date de dépôt: 26.12.1994 (51) mtci e H02H 7/045 (86) Numéro de dépôt international: PCT/FR94/01531 (87) Numéro de publication internationale: WO 95/19059 (13.07.1995 Gazette 1995/30) (54) DISPOSITIF DE PROTECTION DIFFERENTIELLE D'UN TRANSFORMATEUR DE PUISSANCE DIFFERENTIALSCHUTZEINRICHTUNG FÙR EINEN LEISTUNGSTRANSFORMATOR DEVICE FOR DIFFERENTIALLY PROTECTING A POWER TRANSFORMER (84) Etats contractants désignés: D E ES GBIT SE (30) Priorité: 06.01.1994 FR 9400143 (43) Date de publication de la demande: 23.10.1996 Bulletin 1996/43 (73) Titulaires: • SCHNEIDER ELECTRIC SA 92100 Boulogne Billancourt (FR) • ECOLE SUPERIEURE D'ELECTRICITE SUPELEC F-91 192 Gif sur Yvette Cédex (FR) (72) Inventeurs: • BASTARD, Patrick F-91 190 Gif-sur-Yvette (FR) • REGAL, Hugues F-91 190 Gif-sur-Yvette (FR) (74) Mandataire: Jouvray, Marie-Andrée et al Schneider Electric SA, Sce. Propriété Industrielle 38050 Grenoble Cédex 09 (FR) m C M 00 ^ - 00 00 h*- o Û_ LU (56) Documents cités: US-A-5 014 153 • IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, vol. 9, no.1, Janvier 1994 pages 434-441 PEREZ ET AL. 'TRAINING A N ARTIFICIAL NEURAL NETWORK TO DISCRIMINATE BETWEEN MAGNETIZING INRUSH AND INTERNAL FAULTS' • IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, vol.5, no.3, Juillet 1990, NEW YORK, US pages 1299 - 1308, XP1 47653 MURTY ET AL. 'A KALMAN FILTER BASED DIGITAL PERCENTAGE DIFFERENTIAL AND GROUND FAULT RELAY FOR A 3-PHASE POWER TRANSFORMER' • TENCON '93 IEEE REGION 1 0 CONFERENCE ON "COMPUTER, COMMUNICATION, CONTROL AND POWER ENGINEERING", vol.2, 19 Octobre 1993, BEIJING pages 754 - 757 TAT-WAI ET AL. 'DETECTION OF MAGNETIZING INRUSH CURRENT USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK' I l est rappelé que: Dans un délai de neuf mois à compter de la date de publication de la mention de la délivrance du brevet européen, toute personne peut faire opposition au brevet européen délivré, auprès de l'Office européen des brevets. L'opposition doit être formée par écrit et motivée. Elle n'est réputée formée qu'après paiement de la taxe d'opposition. (Art. 99(1) Convention sur le brevet européen). P r i n t e d b y J o u v e , 7 5 0 0 1 P A R I S ( F R ) 1 EP 0 738 432 B1 2 Description L'invention concerne un dispositif de protection dif- férentielle d'un transformateur de puissance compor- tant des premiers moyens de mesure pour mesurer le s courant circulant dans un enroulement primaire du transformateur, des seconds moyens de mesure pour mesurer le courant circulant dans un enroulement se- condaire du transformateur, des moyens d'interruption connectés sur l'enroulement primaire du transformateur 1 0 pour interrompre l'alimentation électrique du transfor- mateur et un circuit de traitement connecté, aux pre- miers et seconds moyens de mesure, fournissant un si- gnal de déclenchement aux moyens d'interruption et/ou des signaux d'information à des moyens de signalisa- 1 5 tion ou de contrôle, le circuit de traitement comportant des moyens d'échantillonnage connectés aux premiers et seconds moyens de mesure pour échantillonner des signaux représentatifs des courants mesurés dans les enroulements primaires et secondaires et des moyens 20 de prétraitement connectés aux moyens d'échantillona- ge pour fournir des signaux représentatifs de la compo- sante fondamentale, de la deuxième harmonique et de la cinquième harmonique d'un courant différentiel et un signal représentatif d'un courant de retenue. 25 Les dispositifs de protection différentielle connus analysent les courants des enroulements primaires et secondaires des transformateurs. Le but des protec- tions différentielles est de détecter un défaut interne en- tre deux spires quelconques des enroulements du 30 transformateur ou un défaut entre une spire et la masse du transformateur. Les défauts sont détectés par la me- sure d'un courant différentiel représentatif de la différen- ce de courant entre le courant circulant dans les enrou- lements primaires et le courant circulant dans les enrou- 35 lements secondaires, en tenant compte du rapport de transformation et du couplage. On utilise également un courant de retenue, appelé aussi courant traversant, re- présentatif d'une valeur moyenne entre les courants cir- culant dans les enroulements primaires et secondaires, 40 au rapport de transformation et au couplage près. La protection différentielle utilisée dans des relais de déclenchement provoque la coupure d'une alimen- tation électrique connectée à l'enroulement primaire du transformateur. Généralement un ordre de déclenche- 45 ment est produit si des conditions de déclenchement sont vérifiées, par exemple lorsque le courant différen- tiel est supérieur à un seuil prédéterminé ou lorsqu'il dé- passe une fraction du courant de retenue. Les seules conditions de déclenchement ne suffi- so sent pas à assurer un fonctionnement correct des dis- positifs de protection différentielle. Lors de la mise sous tension, notamment, un flux rémanent dans un circuit magnétique du transformateur peut provoquer une sa- turation du circuit magnétique selon la phase d'enclen- 55 chement de la tension d'alimentation et fournir des me- sures de courants différentiels transitoires très élevés. En fonctionnement permanent à forts niveaux de ten- sion le circuit magnétique du transformateur peut éga- lement se saturer et fausser la mesure du courant dif- férentiel. Dans certains dispositifs, des moyens de me- sure des courants primaires et secondaires comportent un circuit magnétique qui sature à forts niveaux de cou- rants et fournissent des mesures erronnées. Des relais électroniques classiques comportant des circuits analogiques ou numériques, permettent d'iden- tifier certains régimes transitoires ou permanents, re- présentant des événements autres que des défauts mais générant cependant un courant différentiel dû par exemple à la saturation du circuit magnétique du trans- formateur ou des capteurs de mesure, afin d'éviter des déclenchements intempestifs. L'article de Murty et al. "A K A L M A N FILTER BASED DIGITAL PERCENTAGE DIFFERENTIAL AND GROUND FAULT RELAY FOR A 3-PHASE POWER TRANSFORMER" publié dans IEEE TRANSACTIONS ON POWER DELIVERY, vol. 5, no. 3, juillet 1990 divulgue un dispositif de protection diffé- rentielle d'un transformateur de puissance conforme au préambule de la revendication 1 . Les moyens de traite- ment de ce dispositif connu utilisent une logique pour élaborer les signaux fournis par le circuit de pré-traite- ment. Cependant une prise en compte complète de tous les cas de fonctionnement conduirait à des circuits ou des algorithmes très complexes et coûteux, et/ou à des temps de réponse trop élevés, pour une protection dif- férentielle efficace des transformateurs. L'article de Chan Tat-Wai et al. "DETECTION OF MAGNETIZING INRUSH CURRENT USING ARTIFI- CIAL NEURAL NETWORK" publié dans PROCEE- DINGS TENCON '93, vol. 2, octobre 1 993 divulgue l'uti- lisation d'un réseau de neurones recevant en entrée des échantillons du courant circulant dans le primaire d'un transformateur (notamment de la fondamentale, de la deuxième et de la troisième harmonique de ce courant) et comportant une sortie logique pour indiquer la pré- sence d'un courant transitoire de magnétisation. L'invention a pour but un dispositif de protection dif- férentielle pour transformateur rapide et peu coûteux pouvant différencier un nombre important de situations de fonctionnement et de conditions de déclenchement. Ce but est atteint par le fait que le circuit de traite- ment comporte un réseau de neurones comportant des entrées connectées aux moyens de prétraitement et au moins une sortie pour fournir les signaux de déclenche- ment et/ou d'information, le réseau de neurones rece- vant sur ses entrées les signaux représentatifs de la composante fondamentale, de la deuxième harmonique et de la cinquième harmonique d'un courant différentiel et le signal représentatif d'un courant de retenue fournis par les moyens de prétraitement. Selon un développement de l'invention les moyens de prétraitement fournissent au réseau de neurones des signaux représentatifs : du rapport entre la composante fondamentale du courant différentiel et la composante fondamentale 2 3 EP 0 738 432 B1 4 du courant de retenue, du rapport entre la composante fondamentale du courant différentiel et la valeur d'un signal représen- tatif d'un courant nominal, du rapport entre la deuxième harmonique du cou- rant différentiel et la composante fondamentale du courant différentiel, du rapport entre la cinquième harmonique du cou- rant différentiel et la composante fondamentale du courant différentiel. Dans un mode préférentiel de réalisation le réseau de neurones est de type perceptron multicouches com- portant trois couches de neurones, quatre entrées par phase de courant à contrôler et une sortie de signal de déclenchement et/ou de signalisation, les quatre en- trées étant connectées à une première couche compor- tant trois neurones, la sortie étant connectée à une troi- sième couche comportant un neurone, une seconde couche comportant deux neurones étant connectée à la première et à la troisième couche. Les neurones du réseau de neurones comportent des coefficients calculés pendant un cycle d'apprentis- sage, les valeurs des signaux appliqués sur les entrées du réseau de neurones étant représentatives de situa- tions de défaut interne, de situations de défaut externe, de situations de fonctionnement normal et de situations de mise sous tension du transformateur. Selon un mode particulier de réalisation, le réseau uploads/Ingenierie_Lourd/ dispositif-protection-differentielle-dun-transformateur-puissance.pdf