FR2617310A1 - Dispositif centralise de comptage notamment de consommations d'energie electrique - Google Patents

Abstract

L'invention est destinée particulièrement à un comptage d'énergie électrique. Dans ce cas, le dispositif de comptage comprend une pluralité de sondes de mesure de courant 11 , 1J équipant des installations d'abonnés. Des moyens de multiplexage temporel 2, 3, 4 échantillonnent des courants de mesure i1 j , i2 j , i3 j issus des sondes de courant. Une sonde de mesure de tension 3 délivre un signal de mesure v représentant une tension de phase. Un circuit de calcul 6a fournit des mots numériques représentant des produits d'une tension U par des facteurs de puissance active (cos PSI) et de puissance réactive (sin PSI) dans une installation d'abonné. Un calculateur numérique 6creçoit des échantillons numériques de courant de mesure MI, MC et les mots numériques fournis par le circuit de calcul et délivre des mots numériques PA, PR de consommation instantanée d'énergie électrique active et réactive. Des compteurs d'énergie 8 totalisent les consommations instantanées. Un testeur 9 vérifie périodiquement le bon fonctionnement du dispositif.

Description

Dispositif centralise de comptage notamment
de consommations d'énergie électrique
La presente invention concerne de maniere generale le relever de consommations de dispositifs ou d'installations d'abonnes raccordes a un réseau de distribution de produit énergétique, tel qu'un réseau de distribution d'électricité, de gaz, ou bien d'eau.

Il existe actuellement des dispositifs de comptage individuels, tels que compteurs d'Electricité, de gaz ou d'eau. Ces compteurs individuels sont installés aux domiciles des abonnes et comptabilisent leurs consommations respectives. Des agents sont chargés de relever périodiquement des données de consommation fournies par les compteurs et de les transmettre a un centre de saisie et de facturation. Les données de consommation sont ensuite introduites par des opérateurs dans un calculateur en vue d'établir des factures correspondantes. Ces interventions humaines pour le relevé des données de consommation et pour leur saisie dans le calculateur entrassent des couts d'exploitation d'autant plus élevés que la périodicité des relevés est réduite.

La présente invention vise a fournir un dispositif de comptage électronique centralisant les données de consommation d'une pluralité d'installations d'abonnes, afin notamment de faciliter les opérations de relevé en réduisant la durée de ces opérations et, si désiré, de permettre une télétransmission de ces données centralisées, par exemple via le réseau téléphonique commuté ou des lignes téléphoniques spécialisées, vers un centre de saisie et de facturation.

A cette fin, un dispositif de comptage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend
des sondes de mesure équipant respectivement les installations d'abonné pour produire chacune un signal de mesure analogique proportionnel a une consommation instantanée de produit par l'installation d'abonne,
des moyens d'échantillonnage pour échantillonner cycliquement les signaux de mesure produits par les sondes en des échantillons de signal de mesure multiplexés temporellement dans des intervalles de temps ayant une durée prédéterminée,
des moyens de conversion analogique-numérique pour convertir les échantillons multiplexés en des mots numériques de consommation instantanée, et
des compteurs de consommation assignés respectivement aux installations d'abonné et adressés cycliquement par les moyens d'échantillonnage pour totaliser les consommations par les installations d'abonné, chacun des compteurs étant incrémenté cycliquement d'une valeur indiquée par le mot numérique de consommation instantanée correspondant a l'installation d'abonné à laquelle est assignée le compteur.

Selon un autre aspect de l'invention, l'amplitude des signaux de mesure n'étant pas compatible avec des limites de fonctionnement de circuits électroniques destinés à évaluer précisemment les consommations des installations, il est préférable de prévoir une conversion analogique-numérique des échantillons multiplexés, dans différentes plages de quantification.Dans ce cas, les moyens de conversion numérique-analogique comprennent
des moyens- de quantification définissant des plages de quantification ayant des largeurs croissant selon une progression linéaire prédéterminée pour comprimer chacun des échantillons de signal de mesure multiplexés en un échantillon calibré ayant une amplitude proportionnelle au quotient de lp division de la différence entre l'amplitude de l'échantillon de signal de mesure et la somme des largeurs des plages de quantification successives inférieures a l'amplitude de l'échantillon de signal de mesure par un rang de la plage encadrant l'amplitude de l'échantillon de signal de mesure, lesdits échantillon calibré ayant des amplitudes inférieures a la plus petite largeur des plages de quantification,
des moyens reliés aux moyens de quantification pour détecter les rangs des plages de quantification encadrant respectivement les amplitudes des échantillons de signal de mesure multiplexés, et
des moyens pour convertir les échantillons calibrés en des mots numériques,
lesdits rangs et mots numériques formant lesdits mots numériques de consommation instantanée incrémentant les compteurs de consommation.

Selon une réalisation préférée, dans un dispositif de comptage selon l'invention pour mesurer des consommations électriques d'installations a'abonné raccordées a un réseau de distribution électrique, par exemple monophasé ou triphasé, les sondes de mesure délivrent chacune autant de signaux de mesure que de fils de phase distribués aux installations d'abonné, chaque signal de mesure étant prélevé dans un fil phase respectif et ayant une amplitude proportionnelle a un courant fourni par le fil de phase.

Afin de mesurer en pratique les consommations électriques en fonction de la puissance active et, le cas échéant, la puissance réactive, le dispositif de comptage comprend
une sonde de mesure supplémentaire raccordée au réseau de distribution pour produire cycliquement des échantillons de signaux de mesure de tension proportionnels aux tensions des fils de phase du réseau,
des premiers moyens de calcul recevant les échantillons de signal de mesure de courant et les échantillons de signal de mesure de tension pour produire pendant chaque intervalle de temps un mot numérique de valeur proportionnelle a une tension de fil de phase et a une fonction sinusoidale d'un déphasage courant-tension dans une installation d'abonné, et
des seconds moyens de calcul pour calculer pendant chaque intervalle de temps le mot numérique de consommation instantannée à partir du mot numérique et du rang founis par les moyens de conversion analogique-numérique et du mot numérique fourni par les premiers moyens de calcul.

Dans un tel dispositif de comptage, il est souhaitable de vérifier continûment le bon fonctionnement du comptage. En effet, les erreurs de comptage dues par exemple a des dérives de parametres préréglées ou a des circuits défectueux du dispositif sont succeptibles de provoquer d'importantes erreurs de facturation, du fait qu'un unique dispositif assure le comptage de consommations pour un nombre élevé d'installations d'abonné
Pour prévenir ces anomalies de fonctionnement, la présente invention vise également a fournir un équipement de test pouvant être inclus de maniere permanente dans un dispositif de comptage afin d'en contrôler le fonctionnement et de faciliter la localisation d'un ou de plusieurs circuits inclus dans le dispositif qui sont la cause d'un fonctionnement défectueux.

A cette fin, un équipement de test pour un dispositif de comptage selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comprend
des moyens mémorisant un algorithme de test et commandés cycliquement par les moyens d'échantillonnage du dispositif pour fournir des mots de donnée et de commande relatifs a des séquences de test déterminés selon l'algorithme, et des mots de résultat prédéterminés des séquences de test correspondant a un fonctionnement parfait du dispositif de comptage,
des moyens recevant des mots de donnée pour produire des signaux de test et les injecter en des bornes prédéterminées du dispositif de comptage,
des moyens recevant des mots de commande pour prélever dans le dispositif de comptage des mots de réponse produits en réponse aux signaux de test injectés respectivement,
des moyens recevant les mots de résultat et des mots de commande pour comparer les mots de réponse prélevés a des mots de résultats correspondant aux signaux de test afin de signaler une anomalie de fonctionnement du dispositif de comptage lorsqu'une différence entre lesdits mots de réponse et de résultat est supérieure à un seuil prédéterminé, et
des moyens commandés par les moyens pour comparer et les moyens pour fournir pour mémoriser par ordre chronologique des mots d'index délivrés par les moyens pour fournir et indiquer des circuits défectueux dans le dispositif de comptage.

Un dispositif de comptage selon l'invention présente l'avantage d'assurer le comptage des consommations pour un nombre d'installations d'abonné élevé, de l'ordre de 600 dans le cas du comptage de consommations d'énergie électrique dans un réseau de distribution monophasé Un dispositif selon l'invention est utilisable pour le comptage de consommations variant de manière très importante de l'ordre de 1 a 104 et cela avec une précision relative qui peut être supérieure a 10 4 De plus, un même dispositif de comptage selon l'invention comprenant des sondes de mesure adéquates est utilisable pour comptabiliser des consommations de types différents, telles que par exemple des consommations d'électricité, de gaz, d'eau etc
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront plus clairement a la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées d'un dispositif de comptage selon l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels
la Fig. 1 est un bloc-diagramme général d'un dispositif de comptage selon l'invention pour un réseau de distribution électrique triphasé
la Fig. 2 montre un séquencement réalisé dans le dispositif afin d'échantillonner des signaux de mesure fournis par les sondes ;;
la Fig. 3 montre en detail une réalisation préférée d'une sonde de mesure de courant et d'un commutateur -de courant inclus dans le dispositif
la Fig. 4 montre en détail une réalisation d'une sonde de mesure de tension et, sous forme de bloc-diagramme, un circuit de calcul de U. cos W et U sin F inclus dans le dispositif
la Fig. 5 montre des formes d'onde de signaux produits dans le circuit de calcul de U. cos W et U. sin W
la Fig. 6 montre une réalisation préférée d'un circuit de calibrage et conversion analogique-numérique inclus dans le dispositif
la Fig. 7 montre un schéms équivalent simplifié d'un calibreur de courant compris dans le circuit de calibrage et conversion analogique-numérique montré à la Fig. 6 ;
la Fig. 8 montre la réponse dudit calibreur en fonction de l'amplitude d'un échantillon de courant de mesure entrant ;
la Fig. 9 est un bloc-diagramme d'un calculateur numérique inclus dans le dispositif ; et
la Fig. 10 est un bloc-diagramme de l'équipement de test selon l'invention.

En référence à la Fig. 1, le dispositif de comptage selon l'invention pour un réseau de distribution électrique triphasé comprend
J sondes de mesure de courant, 71 à 1J, où J est un entier prédéterminé, un commutateur de courant 2, un décodeur d'adresse d'échantillonnage 3, un compteur binaire d'échantillonnage 4, une sonde de mesure de tension 5, un circuit de calcul de puissances active -et réactive 6, des compteurs de consommation d'énergie et des mémoires de défauts associées 7 et 8, et un testeur 9.

Chacune des sondes de mesure de courant a à 1J équipe une installation d'un abonné raccordée a une artère triphasée AT du réseau de distribution électrique et est placée en tette de l'installation, de la même manière que le sont actuellement les compteurs électriques individuels.Pour chaque installation d'abonné des fils de phase P1, P2, et P3 ainsi qu'un fil de neutre N sont distribués à travers une sonde de mesure de courant vers l'installation Chacune des sondes 1 à 1J, telle que la sonde 1j, où j est un entier compris entre 1 et J ,comprend trois sorties de mesure 11;, 12j, et 13. fournissant respectivement trois courants de mesure i1j, i2j, i3j, constituant des signaux de mesure de courant représentatifs des courants de phase dans les fils P1, P2, et
P3.Les courants de mesure ilj, i2j, et i32 sont fournis par la sonde et représentent respectivement le courant dans le fil P1, le courant dans le fil P2, et le courant dans le fil P3. Les sorties de mesures 111, 121, 131, 11j, 12j, 13j,... 11J, 12J, 13J, des sondes 11 à 1J sont reliées à des entrées de courant correspondantes du commutateur 2.

Le commutateur de courant 2 a pour fonction d'aiguiller vers une sortie de courant 23 un unique courant de mesure sélectionné i parmi les 3.J courants possible, à i11 à i3J, délivrés respectivement par les sorties de sonde 111, 121, 131,...11j, 12j, 13j,...11J, 12J, 13J à des entrées de courant 2111, 2121, 2131,...211j, 212j, 213j,...211J, 212J, 213J du commutateur 2. Les courants de mesure fournis par les sondes à 15 sont sélectionnés successivement chacun pendant un intervalle temporel IT approximativement égal à 1/10 s. Des entrées de sélection 2211, 2221, 2231, 221j, 222j, 223j,...221J, 222J, 223J, permettent respectivement et cycliquement la sélection des entrées de courant 2111, 2121, 2131,...211j, 212j, 213j,...211J, 212J, 213J.Un état logique déterminé "0" appliqué par exemple à l'entrée de sélection 22 1j commande le passage du courant de mesure ilj de l'entrée 211J vers la
îj sortie 23. Un échantillon de courant sélectionné i est fourni pendant l'intervalle temporel IT à des entrées 61Ea et 61Eb du circuit de calcul de puissances active et réactive 6. Les entrées de sélection 2211 à 223J sont respectivement connectées à des fils BS11 à BS3J d'un bus de sélection d'échantillon de courant BS. Le bus BS véhicule des mots de sélection MS ayant 3J bits. Les mots MS ont. tous un seul bit à l'état actif "0"; la position de ce bit dans un mot MS détermine l'entrée de courant du commutateur 2 sélectionnée. Les mots MS sont délivrés dans le bus BS par 3 J sorties parallèles, 31 à 3135, du décodeur d'adresse d'échantillonnage 3.

Le décodeur 3 est de type connu. Il reçoit par des entrées parallèles 32 des mots binaires d'adresse MA consécutifs, fournis par le compteur d'échantillonnage 4 à travers un bus d'adressage BA, et reconnaît 3 J combinaisons binaires consécutives provoquant chacune la mise à l'état actif "0" d'une des entrées de sélection 2111 à 213J du commutateur 2.

Le compteur d'échantillonnage 4 est un compteur binaire modulo 3(J + 1). Le compteur 4 reçoit à une entrée d'horloge 41 un signal impulsionnel d'horloge He à fréquence Fe. Le compteur 4 comporte K sorties 421 à 42K connectées au bus d'adresse BA, K étant un entier directement supérieur ou égal à log2(3(J + 1)). Un mot d'adresse MA comprend K bits, B1 à BR, qui sont délivrés respectivement par les sorties 421 à 42K Le bit B1 est le bit de poids le plus faible du mot
MA ; le bit BK est le bit de poids le plus fort du mot MA.Les bits B 1 et BK déterminent parmi les fils de phase P1, P2 et P3 celui sur lequel porte la mesure. le mot MA sélectionne chacune des sondes de courant à travers le decodeur 3 et le commutateur 2, et est également appliqué au testeur 9. Le testeur 9 est adressé cycliquement, comme une sonde dc courant, pendant des intervalles temporels de même durée. Le compteur 4 fournit directement le mot MA a des entrées parallèles 91E du testeur 9 a travers le bus BA.

Un chronogramme d'une séquence d'adressage définie par le compteur 4 est montré à la Fig. 2. Le signal d'horloge He, montré en haut de la
Fig. 2, définit des intervalles temporels IT = 1/Fe. Les J sorties I11 à llJ des sondes 11 à 1J sont sélectionnées successivement pendant une durée égale à J.IT, et respectivement pendant des intervalles temporels IT1l à IT1J.Les J sorties 121 à 12J sont selectionnées respectivement pendant des intervalles consécutifs IT21 à IT2J Les J sorties 131 à 13J sont sélectionnées respectivement pendant des intervalles consecutifs 1T31 à IT3J Le testeur 9 est adressé pendant des intervalles temporels ITt1, ITt2, et ITt3, respectivement entre les intervalles IT1J et 1T211
IT2J et IT31, et après IT3J La somme des intervalles IT11 à IT3J et des intervalles ITt1, ITt2, ITt3 est égale à 3(J + 1).IT, durée de la séquence d'adressage définie par le compteur 4.

La sonde de mesure de tension 5 est connectée en dérivation à l'artère triphasée AT et reçoit les trois phases de tension et le neutre par les fils P1, P2, P3, et N, afin de produire trois signaux de mesure de tension vl, v2, v3 indiquant chacun une amplitude de tension dans les fils de phase P1, P2, et P3 respectivement, ainsi qu'une référence de phase. La sonde 5 reçoit en parallèle les bits Bu ~ 1 et BK du mot d'adresse MA par des entrées 52 reliées aux sorties 42K - 1 et 42K du compteur 4.L'état des bits BK 1 1 e t BK permet à la sonde 5 de déterminer la phase en cours de mesure ; un échantillon de signal de mesure de tension v correspondant à un signal vl, v2, ou v3, est sélectionné par les bits BK-1 et BK et fourni via une sortie 51 de la sonde 5 à une entrée 62Ea du circuit 6.

Le circuit de calcul de puissances active et réactive 6 comprend un circuit 6a de calcul numérique de U.cos W et U sin W , un circuit de calibrage et de conversion analogique-numérique 6b, et un calculateur numérique 6c. 'Le' circuit de calcul 6a reçoit respectivement aux entrées 61Ea et 62Ea les échantillons i et v, et fournit respectivement par des sorties 61Sa et 62Sa au calculateur 6i, des mots numériques réprésentant des produits U. sin W et U. cos W, où U est la tension de la phase en cours de mesure et E un déphasage courant-tension dans l'installation d'abonné pour cette même phase.Un contrôle de période sur un signal impulsionnel généré dans le circuit 6a à partir du courant i permet de vérifier un isolement électrique correct entre les sondes de courant.

Une sortie 63Sa du circuit 6a délivre une impulsion d'alarme loraqu' un défaut d'isolement introduisant un mélange de deux ou plusieurs courants de mesure, par exemple au niveau des sorties 11j et 12, de la sonde 1j, est détecté.

Le circuit de calibrage et conversion analogique-numérique 6b réalise un calibrage de l'échantillon de courant de mesure i précédemment à sa conversion analogique-numérique. Ce calibrage est rendu nécessaire par la large gamme de mesure que doit couvrir le dispositif de comptage. En effet, le dispositif doit mesurer, par exemple dans le cas d'une installation domestique, des puissances pouvant atteindre quelques dizaines de kW et cela avec une précision de 1/10 W. De telles valeurs imposent une plage de quantification très large excluant la possibilité d'utiliser simplement un convertisseur analogique-numérique classique.

Le circuit 6b délivre respectivement par des sorties 61Sb et 62Sb des mots unméziques MC et MI. Les mots MC et MI représentent l'échantillon de courant de mesure i converti sous forme numérique. Une sortie 63Sb fournit une impulsion de commande de calcul CAL au calculateur 6C lorsque les mots MC et MI sont présentés par le circuit 6a aux sorties 61Sb et 62Sb. Le mot MC indique une plage de quantification dans laquelle se situe le mot MI. qui représente la valeur de l'échantillon de courant i dans cette plage de quantification. Des sorties 64Sb et 65Sb signalent respectivement pour la phase de l'installation d'abonné concernée, un défaut de surcharge et un défaut de continuité électrique.Ce défaut de continuité électrique peut être du par exemple à une tentative de fraude de l'abonné consistant à déconnecter d'une sortie de la sonde, un fil conduisant un courant de mesure.

Le calculateur numérique 6c délivre respectivement par des sorties 61Sc et 62Sc un mot numérique de puissance active PA et un mot numérique de puissance réactive PR représentatifs des produits des différents paramètres, courant, tension et cosW, et courant, tension et sinI.

Les mots de puissance PA et PR sont transmis respectivement dans les bus
BPA et BPR vers les compteurs de consommation d'énergie 7.

A chacune des sondes de courant 11 à lg sont associés six compteurs de consommation d'énergie, à raison de deux compteurs par fil de phase pour totaliser respectivement ltenergic active consommé et l'énergie réactive consommée. Les compteurs d'énergie sont adressés deux par deux par les mots MA identifiant la sonde et le fil de phase sur lesquels porte la mesure. Parallelement aux mots FA ct PR, le calculateur 6c fournit aux compteurs 7, par des sorties 63Sc, le mot MA correspondant, celui-ci ayant été préalablement lu dans le bus BA et stocké temporairement pendant la durée du calcul des mots PA et PR.

Des mémoires de défauts 8 associées aux compteurs d'énergie sont également prévues. A chacune des sondes de courant 11 1J correspond également trois mémoires de défauts correspondant aux trois phases et mémorisant chacune les défauts signalés par les sorties 65Sa, 66Sb, et 67Sb du circuit de calcul de puissances active et réactive 6. Les mots de sélection de sonde MS sont distribués à travers le bus de sélection
BS aux mémoires de défauts 8 afin de sélectionner, à chaque intervalle temporel fT la mémoire de défaut correspondante.

Le testeur 9 a pour fonction de contrôler le bon fonctionnement et l'absence de dérive d'éléments électroniques inclus dans le circuit de calcul 6. Un algorithme de test est mis en oeuvre dans le testeur 9 pour commander l'exécution de séquences de test permettant la sélection et l'identification d'anomalies de fonctionnement.

Le testeur est optionnel et peut être inclus de manière permanente au dispositif de comptage. L'exéctition des séquences de test a lieu pendant les intervalles temporels ITt1, ITt2, et ITt3 D'autres intervalles temporels peuvent toutefois être attribués au testeur afin de tester le dispositif avec une périodicite accrue.

Dans le testeur 9, une impulsion d'horloge est générée pendant chacun des intervalles temporels ITtl, ITt2, et ITt3. Cete impulsion est produite à partir du mot d'adresse MA appliqué aux entrées parallèles d'adressage 91E et fait progresser l'exécution des séquences de test.

Le testeur 9 peut être amovible ; il n'est alors raccordé au dispositif de comptage que pendant des opérations de maintenance. Une entrée d'horloge 92E est prévue dans le testeur 9 pour recevoir le bit
B1, délivré par la sortie 421 du compteur d'échantillonnage 4, afin de commander une exécution rapide des séquences de test lors d'une opération de maintenance. Dans ce cas 'de fonctionnement, les entrées d'adressage 91E ne sont pas reliées au bus BA et les entrées 32 du décodeur 3 sont déconnectées du bus BA.

Pendant les intervalles temporels ITt1 à ITt3 ou lors d'un raccordement du testeur pour une opération de maintenance, le testeur se substitue à une installation d'abonné et injecte dans les éléments à tester des signaux de test de simulation induisant des réponses connues dans le cas d'un fonctionnement correct. Une anomalie de fonctionnement est détectée par comparaison des réponses obtenues et de réponses attendues mémorisées dans le testeur 9.

Les signaux de test sont délivrés par des sorties 93S du testeur 9 à connecter à diverses bornes du circuit 6. Un port d'entrée 94E du testeur est destiné à recevoir des signaux de réponse correspondants du circuit 6.

A la Fig. 1, sont également montrés une liaison de télétransmission
Ld et un fil de commande Lc connectés au testeur 9 ainsi qu'aux compteurs de consommation d'énergie et mémoires de défauts 7 et 8. En effet, le dispositif de comptage peut être géré par un centre de gestion et de maintenance qui commande, via le fil Lc, une lecture des compteurs et mémoires 7 et 8 et une retransmission des données de mesure et des données de défaut dans la liaison Ld.

En référence à la 'Fig. 3 sont maintenant décrits en détail une sonde de mesure de courant 1j et le commutateurde courant 2.

Dans la sonde 1j, trois shunts résistifs 141, 142, et 143 sont placés en série respectivement dans les fils de phase P1, P2, et P3 et fournissent chacun entre leurs bornes une tension proportionnelle au courant dans le fil de phase. Des enroulements primaires de transformateur d'isolement 151, 152, et 153 sont respectivement connectés en parallèle aux shunts 141, 142, et 143. Des enroulements secondaires des transformateurs 151, 152, et 153 alimentent des ponts redresseurs à double alternance classiques à quatre diodes 161, 162, et 163 respectivement. Des sorties de tension positive (+) des ponts de redressement 161 à 163 délivrent des signaux redressés qui sont appliqués à des émetteurs de transistors bipolaires PNP 171 à 173, respectivement.Les transistors 171 à 173 ont pour rôle de s'affranchir d'éventuels ajustements de charge de sonde pour compenser la résistivité de liaisons électriques entre les sondes et le circuit 6 à travers la commutateur 2, en convertissant les signaux fournis par les ponts en des courants de mesure indépendant des longueurs des liaisons. Les courants de mesure i1j, i2j, et i3j ont des formes d'onde de courant alternatif redressé et sont fournis respectivement par des collecteurs des transistors 171, 172, et 173 aux entrées 211j, 222j, et 223j du commutateur 2 via les sorties 11j, 12j, et 13i de la sonde.Des résistances de polarisation 181, 182, ct 183 relient respectivement les bases des transistors 171, 172, et 173 à une borne de référence à une tension nulle du dispositif de comptage.

Pour chacun des fils des phase P1 à P3, un condensateur 191 à 193 est placé en aval du shunt 141 à 143 entre le fil de phase P1 à P3 et le fil de neutre N du côté de l'installation d'abonné de manière à ce que le shunt 141 à 143 soit traversé par un courant minimum i mini lorsque l'installation d'abonné ne consomme aucun courant. Cette disposition a pour but d'obtenir un courant de mesure i1j, i2j, ou i3j supérieur ou égal en amplitude à un courant minimum imini. Un courant i inférieur à ce courant minimum i es détecté dans le circuit 6b pour signaler, via la sortie 67Sb, un défaut de continuité électrique dans le fil de phase correspondant.

Le commutateur de courant 2 comprend J commutateurs élémentaires 241 à 24J reliés respectivement aux sondes de courant 11 à 1 Le commutateur élémentaire 24. est représenté en détail a la Fig. 3.

J
Le commutateur élémentaire 24. comprend essentiellement trois
J transistors bipolaires de type PNP, 241 à 243, associés aux fils de phase P1 à P3. Une résistance 951, 252, 253 relie un émetteur du transistor 241, 242, 243, à la borne de référence. Une résistance 261, 262, 263, relie une base du transistor 241, 242, 243 à la borne de référence. Une diode 271, 272, 273 est connectée en direct entre un collecteur du transistor 241, 242, 243 et un conducteur de connexion 28.

te conductcur 28 relie tous les collecteurs des transistors dans les commutateurs élémentaires 241 à 24J à la sortie 23 du commutateur 2. La base du transistor 241, 242, 243 est directement reliée à l!entree de sélection 221j, 222j, 223j.L'émetteur du transistor 241, 242, 243 est directement relié à l'entrée de courant 211;, 212j, 213j, et recoit le courant de mesure ilj, i2;, i3j Un état logique "1" à l'entrée de sélection 22 222j, 223j, bloque le transistor 241, 242, 243 ; un état logique "0" à l'entrée 221j, 222;, 223je polarise correctement la base du transistor 241, 242, 243 qui, débloqué, autorise le passage d'un échantillon de courant i proportionnel au courant de mesure i1j > i2;, i3j vers la sortie 23.

En référence à la Fig. 4, la sonde de mesure de tension 5 comprend trois transformateurs de tension 531, 532, et 533 associés aux fils de phase P1, P2 et P3 respectivement.

Un enroulement primaire du transformateur 531, 532, 533, est connecté entre le fil de neutre N et le fil de phase P1, P2, P3. Un enroulement secondaire du transformateur 531, 532, 533, alimente un pont redresseur à quatre diodes 541, 542, 543. Une sortie de tension positive (+) du pont redresseur 541, 542, 543, est reliee à un émetteur d'un transistor 551, 552, 553, de type PNP. Une sortie de tension négative (-) du pont 541, 542, 543, est connectez à la borne de référence. Une base du transistor 551, 552, 553, est reliée à la borne de référence à travers une résistance 561, 562, 563, et à une sortie 571, 572, 573, d'un décodeur 57 à travers une résistance 581, 582, 583. Un collecteur du transistor 551, 552, 553, est relié à la sortie 51 de la sonde à travers une diode polarisée directement.

Les ponts redresseurs 541, 542, et 543 produisent respectivement des tensions de mesure v1, v2, et v3 ayant des formes d'onde de tension alternatives redressée. Le décodeur 57 reçoit à travers les entrées 52 les bits de poids forts BK 1 et BK du mot d'adresse MA fourni par le compteur d'échantillonnage 4. En fonction du couple de bits de poids forts, "00", ou "01", ou "10", l'une des sorties 571, 572 et 573 est activée par le décodeur 57 en passant à l'état "0". Un état "O" à la sortie 571 , 572, 573, commande le passage d'un courant émetteur-base dans le transistor correspondant 551, 552, 553, qui fonctionne alors en régime linéaire. Un état "1" à une sortie 571, 572, 573, bloque le transistor correspondant 551, 552, 553. Ainsi pendant les tiers de séquence d'adressage ayant chacune une durée égale à (J + 1).IT, les transistors 551, 552, et 553 sont actifs et délivrent des echantillons v de signaux de mesure de tension v1, v2 et V3, respectivement. Un échantillon v représente la tension de la phase en cours de mesure.

Le circuit de calcul 6a également montré à la Fig. 4 comprend un circuit de mise en forme 61a, un convertisseur analogique-numérique 62a, un déphaseur de #/2 63a, deux mémoires-tampons 64a et 65a, et un circuit de contrôle de période 66a.

Le circuit de mise en forme 61a reçoit à travers Entrée 61Ea l'échantillon de courant de mesure i. Le circuit de mise en forme 61a délivre une impulsion de commande de conversion IP chaque fois que
s l'amplitude de 1V échantillon i fourni à l'entrée 61Ea du circuit 6a passe par un minimum. te circuit 61a est par exemple constitué d'un comparateur à seuil de tension. Une sortie 611a du circuit 61a délivre les impulsions IP .Les impulsions IP sont appliquées à travers une
s s porte OU, OU6a, à une entrée de commande de conversion 621a du convertisseur 62a et à une entrée 661a du circuit 66a, et directement à une entrée 631a du déphaseur de w/2 63a et à une entrée de commande de chargement 641a de la mémoire-tampon 64a.

Le déphaseur de n/2 63a est un circuit connu. I1 délivre par une sortie 632a des impusions IP correspondant à des impulsions IP
c s déphasées de n/2. Les impulsions IP sont appliquées à travers la porte
c
OU, 0U6a, à l'entrée 621a du convertisseur 62a et à l'entrée 661a du circuit 66a, et directement à une entrée de commande de chargement 651a de la mémoire-tampon 65a.

Le convertisseur analogique-numérique 62a reçoit à une entrée 622a l'échantillon de signal de mesure de tension v. Un mot numérique représentant une amplitude instantanée de l'échantillon v est délivré par des sorties parallèles 623a du convertisseur 62a à chaque fois qu'une impulsion IP ou IP est appliquée à l'entrée de commande 621a.

s c
Ce mot numérique est fourni à travers un bus BN à des entrées 642a et 652a respectivement des memoires-tampons 64a et 65a. La mémoire 64a mémorise un mot numérique SIN délivre par le convertisseur 62a consécutivement à une impulsion IF La mémoire 65a mémorise un mot
s numérique COS délivré par le convertisseur 62a consecutivement à une impulsion IF
c
te circuit de contrôle de période 66a peut etre réalise sur la base d'un dispositif de détection d'impulsions en fonction de leur durée tel que décrit dans la demande de brevet FR-A-2588965 du 17 octobre 1985 au nom de l'actuel demandeur. te circuit 66a fournit à la sortie 63Sa un état logique déterminé lorsque les impulsions IP et IP appliquées par
s c la porte OU6a surviennent à une période anormale, par exemple différente de 5 ms dans le cas d'un réseau de distribution électrique à 50 Hz.

A la Fig. Ssont montrées des formes d'onde d'un échantillon i, d'impulsions de commande d'échantillonnage de tension IP et IP , et
s c d'un échantillon v. Les échantillons i et v sont montrés respectivement aux première et dernière lignes de la Fig. 5. Les échantillons i et v sont déphasés d'un angle W . Chacune des impulsions IP ,montrées à la
s deuxième ligne de la Fig. 2, commande dans le convertisseur 62p le prélèvement d'un niveau de tension proportionnel à U.sin W .Chacunes des impulsions IPc, montrées à la troisième ligne à la Fig. 2, commande dans le convertisseur 62a le prélèvement d'un niveau de tension proportionnel à U.sin( W + n/2) = U.cos W . Les mots SIN et COS représentent donc respectivemnet les produits U sin T et U.cos W
Comme montré à la Fig. 6, le circuit de calibrage et conversion analogique-numérique à 6b comprend un intégrateur de courant 61b, un calibreur de courant 62b, et un convertisseur analogique-numérique 63b.

Dans le circuit 6b, l'intégrateur 61b reçoit en entrée l'échantillon i et fournit en sortie un échantillon correspondant i
moy ayant l'amplitude moyenne d'un échantillon i pendant la période 1/Fe. On rappelle que la période d'échantillonnage est choisie de sorte qu'elle couvre plusieurs alternances du courant alternatif mesuré afin d'obtenir une valeur d'échantillon i stabilisée. L'échantillon i est fourni
moy moy au calibreur 62b dont le rôle est de ramener l'amplitude de l'échantillon i à une valeur entrant dans des limites de
moy fonctionnement du convertisseur analogique-numérique 63b.

Le calibreur 62b est constitué essentiellement par une cascade de P cellules 62C1 à 62Cp, où P est un entier prédéterminé. La cellule 62Cp est la dernière cellule du calibreur 62b et diffère quelque peu des cellules 62C1 à 62Cp 1 1 qui sont identiques.

La cellule 62C , où p est un entier compris entre 1 et P - 1, offre
p une entrée 621C reliée à une sortie 622C de la cellule précédente
p p-1 622C et une sortie 622C reliée à une. entrée 621C de la
p-1 p+1 cellule suivante 62Cp + 1 Une diode de Zener 623C est connectée entre
p l'entrée 621C et la sortie 622C , une cathode de la diode 623C étant
P p p connectée à l'entrée 621C . Trois résistances en série 625c, 626C , et
p p p 627C constituant un pont diviseur de tension sont connectées en série
p selon cet ordre de l'entrée 621C à la borne de référence. Une borne
p commune aux résistances 625C et 626C est reliée à un émetteur d'un
P P transistor bipolaire 628C , de type PNP.Une base du transistor 628C
p p est reliée à la sortie 622C . Un collecteur du transistor 628C est
p p relié à travers une diode 629C polarisée en direct à une liaison de
p sortie L62 du calibreur 62b à laquelle sont reliées, de manière analogue, toutes les cellules 62C1 à 62cep Une première entrée d'une porte ET 621 associée à la cellule 62C est reliée à une borne commune
p p aux résistances 626C et 627C . Un inverseur logique 622 est connecté
p p p entre une première entrée de la porte ET 621 + 1 associée à la cellule
p+1 suivante 62C + 1 et une seconde entrée de la porte 621
p+î p
La première cellule 62C1 reçoit le courant i à l'entrée 621C A
moy la cellule 62C1 est associé, non pas une porte ET, mais un inverseur logique 622 ayant une entrée reliée à la borne commune aux résistances 626C1 et 627C1, et une sortie confondue à la borne de sortie 65Sb du circuit 6b. Entre l'entrée de l'inverseur 622 et la borne de référence est placée une diode de Zener de protection 623.

Dans la dernière cellule 62Cp, l'anode de la diode de Zener 623Cp est connectée directement à la base du transistor 628Cp de type PNP, et à la borne de référence à travers une résistance 624Cp et une diode de
Zener 624 en parallèle. L'anode de la diode 623Cp et la cathode de la diode 624 sont reliées à l'entrée de l'inverseur 662Cp associé à la cellule 62Cp, constituant la sortie 64Sb.

L'inversuer 622 délivre à la sortie de signalisation de défaut 65Sb un état "1" lorsqu'un échantillon de courant moyen de mesure i est
moy inférieur au courant minimum imini que doit fournir une sonde ayant un 22fonctionnement correct. Un échantillon i égal ou supérieur au
moy courant maximum i est détecté par un état "1" apparassant à la
maxi cathode de la diode de Zener 624 , laquelle est reliée à la sortie de signalisation de défaut 64Sb afin d'écrire dans la mémoire de défaut 8 correspondante cet état "1" signalant une surcharge de l'installation d'abonné concernée.

Tous les éléments communs aux différentes cellules 62C, c'est-à-dire les diodes de Zener 623C, les transistors 628C, les résistances 625C, 626C et 627C, ont des mêmes caractéristiques et valeurs ohmiques. Les diodes de Zener 623C ont une meme tension d'avalanche Vz. Les ponts constitués par les résistances 625C, 626C et 627C présentent une meme valeur ohmique R égale à la somme des valeurs ohmiques des.résistances 625C, 626C et 627C.

Les transistors 628C des cellules 62C ont une influence négligeable sur l'équilibre en courant des cellules 62C. Les transistors 628C injectent dans la ligne L62 un échantillon de courant calibré i dont
c l'amplitude est déduite de celle de l'échantillon i par une fonction
moy de compression linéaire prédéterminée par les caractéristiques des éléments composants les cellules 62C.

Dans un état d'équilibre où p cellules successives 62C1 et 62C2 à 62C sont activées et reçoivent respectivement des échantillons de
p courants entrants 1moy et ie2 à iep, les cellules suivantes 62Cp+1 à 62Cp ne recevant aucun échantillon de courant à leur entrée, l'échantillon de courant calibré i est injecté dans sa totalité dans la
c ligne L62 par le transistor 628C- de la dernière cellule activée 62C
p p
L'échantillon calibré ic est alors égal à K.iep, où K est un coefficient de proportionnalité de même valeur pour toutes les cellules 62C, très faible par rapport à 1, et fixé par les valeurs des résistances 625C, 626C et 627C et le gain des transistors 628C très voisin de 1 (montage base commune).

Dans la cellule 62C , injectant l'échantillon calibré i dans la
p c ligne L62, l'échantillon entrant i a une amplitude inférieure à un
ep seuil de courant i de même valeur pour toutes les cellules 62C. La
s diode de Zener 628C n'est pas polarisée à la tension d'avalanche Vz et
p bloque le passage d'un courant vers la cellule suivante 62C. Le
p+i transistor 628C est polarisé en direct, à travers la résistance 625C ,
p et injecte dans la ligne L62 l'échantillon calibré i = K.i
c ep
Les cellules 62C1 et 62C2 à 62Cp-1 reçoivent toutes à leurs entrées des échantillons de courant i et i ài d'amplitude supérieure
moy e2 e(p-i) au seuil i .Les diodes de Zener de ces cellules sont toutes polarisées
s à la tension d'avalanche Vz. Les transistors 628C1 à 628Cp-1 ne sont pas polarisés par des courants de base d'amplitude suffisante et sont bloqués.

Un schéma équivalent des cellules 62C1 à 62C dans cet état
p d'équilibre est montré à la Fig. 7.

En fonction des échantillons de courant il à ip traversant respectivement les ponts de résistance R dans les cellules 62C1 à 62C
p peuvent être déduites les égalités suivantes i + i + i + +i + i = i
i 2 3 p-i p moy
il - i2 = Vz/R
i2 - i3 = Vz/R i3 - i4 = Vz/R i -i = VzIR
p-2 p-i
i - i Vz/R,
p-l p où Vz/R = i réprésente le seuil de courant des cellules 62C.

s
De ces égalités, découle l'expression suivante imoy = ip + (ip + is) + (ip + 2is) +...+(ip+(p-l)is)

où encore, compte tenu que :

La réponse du calibreur 6b en fonction de l'amplitude de l'échantillon de courant imoy est montrée à la Fig. 8, pour P=5.

L'échantillon de courant calibré i fourni par le calibreur est toujours
c compris, quel que soit l'état d'équilibre du calibreur 6c, entre O et
K.is; P=5 plages de compression consécutives P i à P5,sont définies dans le calibreur 6b.

Dans le calibreur 6b, les plages de compression P1, P2...,Pp,...PP ont respectivement -'des largeurs égales à is, 2is... pi5, ...Pi . Les
s s plagies P1 à Pp ont des largeurs croissantes selon une progression plages P1 P linéaire.

De ce qui précède, il apparaît qu'un échantillon de courant i
moy est comprimé en un échantillon dc courant calibré i ayant une amplitude
c égale au produit du quotient de la division du coefficient de proportionnalité K par un rang p de la plage P encadrant l'amplitude de
p l'échantillon de courant i et de lo différence entre l'amplitude de
moy l'échantillon de courant i et la somme-des largeurs is, 2is,...pis
moy s des plages de compression successives inférieures à l'amplitude de l'échantillon de courant i
moy
La cellule 62C délivrant l'échantillon calibré i est détectée à
P c l'aide des portes ET 6211 à 621P La porte ET 621 associée à la cellule
p 62C est la seule à fournir à une sortie respective un état logique "1",
p les portes précédentes 6211 à 621P-1 étant bloquées respectivement par les inverseurs 6221 à 622P-1 Les portes ET 6211 à 621p délivrent dans un bus BC à P-1 fils, le mot numérique MC indiquant la plage de quantification dans laquelle se situe le mot MI fourni au calculateur 6c via les sorties 62Sb du circuit de calibrage et conversion analogique-numérique 6b. Le mot MI représente la conversion numérique de l'échantillon de courant calibré i . Cette conversion est réalisée par
c le consurtisseur analogique-numérique 63b.

L'inverseur 622 délivre à la sortie de signalisation de défaut 65Sb un état "1" lorsqu'un échantillon de courant moyen de mesure i est
moy inférieur au courant minimum i que doit fournir une sonde ayant un fonctionnement correct. Un échantillon i égal ou supérieur au courant
moy maximum imaxi est détecté par un état "1" apparaIssant à la cathode de la diode de Zéner 624, laquelle est reliée à la sortie de signalisation de défaut 64Sb afin d'écrire dans la mémoire de défaut 8 correspondante cet état "1" signalant une surcharge de l'installation d'abonné concernée.

Le calibreur 62b définit pour le convertisseur analogique-numérique 63b, P plages de quantification consécutives ayant des largeurs croissantes selon une progression linéaire telle que i8, 2i8, ..pi5,
s
Pi8, et correspondant aux P plages de compression consécutives du calibreur 62b.

Le convertisseur analogique-numérique 63b comprend un séquenceur 631b, D portes ET a deux entrées 632b1 à 632bd D portes OU à deux entrées 633b1 à 633bD, D bascules 634b1 à 634bD de type RS, où D est un entier prédéterminé en fonction de la précision requise pour la conversion analogique-numérique > un convertisseur numérique-analogique 635b > un comparateur de courant 636b, et une mémoire-tampon 637b
Le séquenceur 631b a pour fonction de produire une séquence de
D+2 mots binaires MS1 à MSD + 2 nécessaire à la conversion analogique-numérique rapide de l'échantillon calibré i fourni par le
c calibrateur 62b, en le mot numérique représentatif MI.

Les mots MS1à MSD+2 sont composés de D + 2 bits chacun et prennent respectivement les valeurs 1000... 00 à 000...01 dans lesquelles un seul bit est à l'état "1". Les mots MS1 à MSD + 2 sont délivrés successivement par le séquenceur 631b au rythme d'un signal d'horloge Hm, un mot MSd délivré par le séquenceur 63 lob, où d est un entier compris entre 1 et D + 2, ayant à l'état "1" uniquement le (D + 2 - d)ième bit à partir du bit de poid le plus faible. Le signal d'horloge Hm est synchrone au signal d'horloge d'échantillonnage 11e et à une fréquence Fm égale à (D + 2).Fe, Fe étant la fréquence du signal He commandant l'échantillonnage des courants de mesure fournis par leb sondes. Pendant un intervalle temporel IT d'échantillonnage d'un courant de mesure de sonde, une séquence constituée des mots MS1 à MSD + 2 est ainsi délivrée per le séquenceur 631b.

le séquenceur 631b peut par exemple hêtre constitué d'un compteur binaire modulo log2 (D + 2) recevant le signal d'horloge Hm et adressant successivement dans une mémoire de type ROM les mots MS1 à MSD + 2, ou plus simplement etre constitué dtun registre à décalage à D+2 étages dans lequel un unique bit à l'état "1" est décalé d'un étage à chaque impulsion de l'horloge 11m.

Le séquenceur 631b fournit les mots MS1 à MSD + 2 par D+2 sorties. Des première et seconde sorties de poids les plus faible du séquenceur 631 délivre respectivement une impulsion FC à l'état "1" à une entrée de commande de chargement 6371b de la mémoire-tampon 637b et l'impulsion de commande de calcul CAL à l'état "1". L'impulsion CAL est appliquée à des entrées de remise à l'état "O" R des bascules 634b1 à 634bD et est délivrée au calculateur 6c à travers la sortie 63Sb du circuit de calibrage et conversion analogique-numérique 6b.Les D sorties restantes sont reliées respectivement à des premières entrées des D portes ET 632b1 à 632bD et à des premières entrées des D portes OU 633b1à 633bD Des secondes entrées des portes ET 632b1 à 632bD sont toutes reliées à la sortie du comparateur de courant 636b. Des sorties des D portes ET 632b1 à 632bD sont reliées respectivement à des entrées de mise à l'état "I" S des D bascules 634b1 à 634bD Des sorties Q des D bascules 634b1 à 634bD sont connectées respectivement à des secondes entrées des D portes OU 633b1 à 633bD Des sorties des D portes OU 633bl à 633bD sont connectées respectivement à D entrées parallèles du convertisseur numérique-analogique 635b et à D entrées parallèles de donnée 6372b de la mémoire-tampon 637b. Une sortie de courant 6351b du convertisseur 635b est reliée à une entrée inverse (-) du comparateur 636b et délivre un niveau de courant ir proportionnel à la valeur numérique de la combinaison binaire appliquée aux entrées du convertisseur 635b par les portes OU 633b1 à 633bD Une entrée directe (+) du comparateur 636b reçoit l'échantillon de courant calibré i
c fourni par le calibreur 62b.La mémoire-tampon 637b fournit au calculateur 6c le mot numérique MI rèprésentant l'échantillon calibré ic, par D sorties parallèles connectées aux sorties 62Sb du circuit de
c calibrage et conversion analogique-numérique 6b.

Le mot MI est déterminé par approches successives à l'aide de D comparaisons entre D niveaux de courant i r délivrés par le convertisseur numérique-analogique 635b et l'amplitude de l'échantillon calibré i
c
Toutes les bascules 634b1 à 634bD étant initialement à l'état "O", lors d'une première comparaison, le mot MS1 = "100.. .000" est en premier lieu fourni par le séquenceur 631b. Le mot MS1 est appliqué à travers les portes OU 633b1 à 633bD au convertisseur 635b et celui-ci délivre alors par sa sortie 6351b un niveau de courant ir1 correspondant.Si le niveau de courant iri est supérieur à l'amplitude de l'échantillon ic, le comparateur 636b applique un état "O" aux secondes entrées des portes 632b1 à 632bD, la porte ET 632bD est fermée et interdit le chargement de l'état "1" du D + 2ième bit du mot MS1 = "100... 000" dans la bascule 633bD. Si le niveau de courant ir1 est inférieur ou égal à l'amplitude de l'échantillon ic, le comparateur 636b délivre un état "1" qui ouvre les portes ET 634b1 à 634bD et la bascule 634bD est consécutivement écrite à l'état "1".Lors d'une seconde comparaison, le séquenceur 631b délivre le mot MS2 ="010... 000" et selon le résultat de la première comparaison, le mot MS2 = "010... 000" ou le mot MS2 + MS1 ="110... 000" est fourni aux entrées du convertisseur 635b. Le convertisseur 635b délivre à l'entrée (-) du comparateur un niveau de courant ir2 qui est comparé à l'amplitude de l'échantillon ic. La bascule 633bD -1 reste à
c D-1 l'état "0" ou est écrite à l'état "1" selon le résultat de la comparaison. Le séquenceur 631b délivre ensuite successivement les mots
MS3 = "001... 000" à MSD = "00 100" et les D-2 comparaisons restantes sont effectuées de manière analogue.Au terme des D comparaisons, les D bascules 634b1 à 634bD contiennent respectivement les D bits du mot MI, du bit de poids le plus faible au bit de poids le plus fort. Le séquenceur 631b délivre le mot MSD+1 = "000... 010" afin de produire l'impulsion FC à l'état "1" commandant le chargement dans la mémoire-tampon 637b du mot MI contenu dans les bascules 634b1 à 634bD
En fin de séquence, le mot MSD+2 = "000... 001" est fourni par le séquenceur 631b afin de produire l'impulsion CAL à l'état "1".

L'impulsion CAL = "1" initialise les bascules 634b à 634bD pour la conversion suivante. Le calculateur est informé par l'impulsion
CAL = "1" que le mot MI est chargé dans la mémoire-tampon 637b et est présent aux sorties 62Sb du circuit de calibrage et conversion analogique-numérique 6b.

En référence à la Fig. 9, le calculateur numérique 6c comprend un contrôleur 61c, une base de temps 69c, une mémoire-tampon d'entrée 63c, une unité de calcul arithmétique 64c, et une mémoire-tampon de sortie 65c.

Le contrôleur 61c reçoit à une entrée 611c l'impulsion de commande de calcul CAL fournie par le circuit de calibrage et conversion analogique-numérique 6b. Le contrôleur 61c peut etre réalisé par exemple à partir d'un microprocesseur à 4 bits. Une mémoire interne du contrôleur 61c contient un programme de gestion de la mémoire-tampon d'entrée 63c, de l'unité de calcul arithmétique 64c, et de la mémoire-tampon de sortie 65c. Le déroulement du programme de gestion est synchronisé sur la réception de l'impulsion CAL. La base de temps 62c fournit au contrôleur 61c un signal d'horloge H de fréquence très supérieure à la fréquence d'échantillonnage Fe. Le signal d'horloge H commande l'exécution du programme de gestion.

A la réception de l'impulsion CAL, le contrôleur 6c fournit un signal de commande SC1 à des entrées de commande d'écriture de la mémoire-tampon d'entrée 63c. Le signal SC1 commande l'écriture dans l mémoire-tampon 63c des mots SIN et COS fournis par le circuit de calcul de U.sin W et U.cosT 6a, des mots MI et MC fournis par le circuit de calibrage et de conversion analogique-numérique 6b, et le mot d'adresse
MA fourni par le compteur d'échantillonntge 4 et indiquant la sonde et le fil de phase auxquels se rapportent les mots SIN, COS, MI et MC écrits.

La mémoire-tampon 63c est constituée de 5 cellules contenant respectiviment les 5 mots SIN, COS, MI, MC et MA. La lecture de ces cellules est commandée individuellement par le contrôleur 61c. Sous la commande de signaux SC2, SC3, SC4.et SC5 délivrés par le contrôleur 61c: les mots SIN, COS, MI et MC sont fournis à l'unité de calcul arithmétique 64c par la mémoire-tampon 63c.

Dans un premier temps les mots MI et MC sont transmis à l'unité 64c et celle-ci calcule la valeur de l'échantillon de courant i à partir
moy de ltégalité :

K et i étant des constantes connues de l'unité p étant donné par
s le mot MC et iC par le mot MI.

Les mots SIN et COS sont ensuite transmis à l'unité 64c et celle-ci calcule les puissances active et réactive PA et PR à partir des égalités: PA = C.i .U.cos W ,et
moy
PR = C.imOy.U.sin +
moy
C étant un coefficient de proportionnalité connu de l'unité 64c et dont la valeur a été déterminée à la suite d'une opération d'étalonnage, U.cosT et U.sinY étant donnés respectivement par les mots
COS et SIN.

Le contrôleur 61c fournit à l'unité 64c des instructions et deys commandes à travers un bus INS. Lorsque le calcul des mots PA et PR est terminé après un temps de calcul maximum tc connu du contrôleur 61c, un signal de commande SC6 est appliqué par le contrôleur 61c à la mémoire-tampon d'entrée 63cet à la mémoire-tampon de sortie 65c. Le signal SC6 commande dans la mémoire-tampon 63c la lecture du mot MA.

Lorsque le signal SC6 est fourni par le contrôleur 61c, les mots PA, PR et MA sont chargés dansx la mémoire-tampon de sortie 65c pour être transférés vers les compteurs d'énergie 7 via respectivement les. sorties 6jSc > 62Sc et 63Sc du calculateur 6c.

En référence à la Fig. 10, le testeur 9 comprend un contrôleur de test 91, un compteur binaire de séquence de test 92, un décodeur d'adresses de testeur 93, un circuit de décodage et d'aiguillage de mot d'instruction 94, un premier convertisseur numérique-analogique à sortie en courant 95a, un second convertisseur numérique-analogique à sortie en courant 95b, un circuit de déphasage programmable numériquement 96, un comparateur de mots numériques à seuil programmable 97, un circuit d'aiguillage 98, et une mémoire de défaut 99.

Le contrôleur de test 91 peut etre un contrôleur de type à microprocesseur. Dans ce contrôleur 91 est incluse une mémoire de programme mémorisant un algorithme de test. Cet algorithme est composé de différentes séquences dé test successives pour localiser un ou plusieurs circuits électroniques défectueux dans le dispositif de comptage. Des séquences permettent de tester par exemple le fonctionnement du calibreur 62b, du convertisseur analogique-numérique 63b (Fig. 6), du circuit de calcul de U.cos W et U.sin Y (Fig. 4), et du circuit de calcul de puissances active et réactive 6 dans sa totalité.

Pour chacun des tests, un signal de test simulant l'échantillon de courant de mesure i, l'échantillon calibré i , ou l'échantillon i est
c moy injecté dans le circuit de calcul 6. L'un au moins des mots MI, MC, SIN,
COS, PA et PR, en fonction du circuit ou du groupe de circuits à tester, est lu dans les bus du circuit de calcul de puissances active et réactive 6 et constitue un mot de réponse RE au signal de test injecté.

Le mot RE est comparé à un mot de réponse attendu mémorisé dans le contrôleur 91.

Un test du calibreur 62b (Fig. 6) est basé, par exemple, sur l'injection à entrée 621CL d'un courant continu I constituant un
moy signal de test dont l'amplitude est ajustée successivement pour être comprise dans les différentes plages de compression définis par les cellules 62C1 à 62Cp. Par comparaison des mots MC délivrés et des mots attendus sont déterminées la ou les cellules défectueuses du calibreur.

Un test complet du convertisseur analogique-numérique 63b (Fig. 6) est réalisé par l'injection dans la liaison L62 sortant du calibreur 62b d'un courant I ajusté successivement à différents niveaux et
c constituant un signal de test. Les mots MI délivrés sont comparés à des mots attendus. Un test du circuit de calcul 6a (Fig. 4) est réalisé en injectant à l'entrée 61Ea un courant impulsionnel I constituant un signal de test afin-de simuler un échantillon de courant de mesure i. Le circuit de déphasage programmable 96 permet de déphaser le courant I de différents angles 1 > ,...ttc.

Des mots numériques SIN et COS correspondants au courant I injecté sont délivrés par le circuit de calcul 6a et sont comparés à des mots attendus pour vérifier le fonctionnement du circuit 6a. Le courant impulsionnel I peut par ailleurs être modifié en fréquence pour s'assurer du fonctionnement correct du circuit de contrôle de période 66a inclus dans le circuit de calcul 6a.

De manière générale, la localisation d'un circuit défectueux est réalisée à la suite d'un test direct du circuit ou à la suite d'une série de tests visant à localiser le circuit défectueux par élimination des circuits testés non défectueux.

Le contrôleur 91 reçoit par des entrées parallèles 911 des adresses de mots d'instruction mémorisés dans le contrôleur 91. Chacune des adresses est prise en compte à la réception d'une commande de lecture CL appliquée à une entrée 912. Ces adresses sont fournies au contrôleur 91 par le compteur de séquence de test 92 au rythme d'une horloge Ht appliquée à une entrée d'horloge 921 du compteur 92. L'horloge Ht peut être fournie par le décodeur d'adresses de testeur 93 ou être constituée par le bit B1 fourni par la sortie 421 du compteur d'échantillonnage 4 (Fig. 1) via l'entrée 92E selon le mode de fonctionnement. Un commutateur manuel à trois contacts C93 est prévu dans le testeur 9 afin d'aiguiller vers l'entrée d'horloge 921 le signal d'horloge adéquat.

Le décodeur d'adresses de testeur 93 reçoit via les entrées 91E le mot d'adresse MA et délivre par une sortie 931 une impulsion d'horloge pour chacun des intervalles temporels de test ITtl, ITt2 et ITt3 (Fig.

2).

Le contrôleur de test 91 délivre par des sorties parallèles 913 des mots d'instruction de test MI à des entrées parallèles 941 d'un circuit de décodage et d'aiguillage 94. Un mot d'instruction MT est divisé en deux champs un champ d'adresse et un champ de donnée comprenant respectivement un mot d'adresse AD et un mot de donnée DO ou de commande
CO. Le mot d'adresse AD sélectionne dans l'un des bus de sortie 942 à 947 du circuit d'adressage 94 relié au circuit du testeur 9 destinataire du mot de donnée DO ou de commande CO. Le circuit de décodage et d'aiguillage 94 fournit également par une sortie 948 un signal de commande SC lorsqu'un mot d'instruction de test déterminé est détecté aux entrées 941.

Le convertisseur numérique-analogique 95a comprend des entrées parallèles 951a reliées au bus 942 du circuit d'aiguillage 94 pour recevoir des mots DO1 qui lui sont destinés. Une sortie en courant 952a du convertisseur 95a est connectée à travers une diode D9a à l'entrée inverse (-) du comparateur de courant 636b inclus dans le convertisseur analogique-numérique 63b (Fig. 6).Lorsqu'un mot DO1 est appliqué aux entrées 95la le courant continu de test I simulant l'échantillon i
c est injecté à l'entrée (-) du comparateur 63b. Ce courant I a une
c amplitude proportionnelle à la valeur numérique du mot DO1.

Le convertisseur numérique-analogique 95b comprend des entrées parallèles 951b reliées au bus 943 du circuit 94 pour recevoir des mots DO2 qui lui sont destinés. Une sortie en courant 952b du convertisseur 95b est connectée à travers une diode D9b à l'entrée 621C1 de la première cellule 62C1 du calibreur 62b (Fig. 6). Le courant continu de test I simulant l'échantillon i est injecté dans le calibreur
moy moy lorsqu' un mot D02 est fourni aux entrées 951b.

Le circuit de déphasage programmable 96 reçoit par des entrées parallèles de programmation de retard 961 des mots DO3 fournis par le circuit d'aiguillage 94 via le bus 944. Une entrée 962 reçoit d'un oscillateur local, non représenté, un signal impulsionnel OSC à la même fréquence que ltechantillon i, soit au moins 100 Hz pour un réseau de distribution électrique à 50Hz. Le signal OSC est utilisé pour simuler un échantillon de courant de mesure i fournit par une sonde. Le signal
OSC est déphasé d'un angle W fonction du mot DO3. Une sortie 963 du circuit 96 fournit le signal OSC déphasé à un émetteur d'un transistor bipolaire T96 de type PNP. Une base du transistor est reliée à une sortie de commande 964 du circuit 96.Un collecteur du transistor T96 est connecté à travers une diode D96 à l'entrée 61Ea du circuit de calcul de U.cos E et U.sin W (Fig. 4) et à l'entrée 61Eb du circuit de calibrage et conversion analogique-numérique 6b (Fig. 6).. Le' transistor
T96 est débloqué et fournit par son collecteur le courant de mesure I lorsqu'un bit déterminé du mot DO3 à l'état "O" est fourni par la sortie de commande 964.

Le comparateur 97 est un comparateur tel que décrit en référence à la Fig. 14 dans la demande de brevet FR-A-8614734 déposée le 23 octobre 1986 au nom de l'actuel demandeur. Des entrées 971 et 972 reçoivent des mots de donnée DO4 > dit mot de résultat de séquence de test, et des mots de commande CO1 fournis respectivement par des bus de sortie 945 et 946 du circuit de décodage et d'aiguillage 94. Un mot DO4 appliqué aux entrées 971 représente une réponse attendue, pour un fonctionnement correct du dispositif, à la suite de l'injection du courant Ic, Imoy, ou
I.Le mot CO appliqué aux entrées 972 programme dans le comparateur 97 un seuil de comparaison tel qu'une différence des amplitudes de courants représentés par deux mots à comparer D04 et RE n'est signalée que si elle est supérieure au seuil programmé. Suite à un test sélectionné via les circuits 95a, 95b et 96, un mot de réponse RE est délivré à des entrées parallèles 973 du comparateur 97 par des sorties parallèles 981 du circuit d'aiguillage 98. Les mots RE et DO sont comparés, et un état "1" est délivré par une sortie 974 du comparateur 97 lorsqu'ils diffèrent au delà du seuil programmé.

Le circuit d'aiguillage 98 reçoit en entrée les mots MI, MC, SIN,
COS, PA et PR. Un mot de commande de sélection C02 est fourni via le bus de sortie 947 du circuit 94 à des entrées de sélection 982 du circuit d'aiguillage 98. Le mot C02 commande dans le circuit d'aiguillage 98 la sélection d'un de ces mots présents en entrée du circuit 98 ct son transfert vers les sorties parallèles 981. Le mot transféré par le circuit d'aiguillage 98 constitue le mot de réponse RE.

La mémoire 99 est de type FIFO. La mémoire 99 reçoit par des entrées parallèles 991 les adresses de mots d'instruction délivrées par le compteur de séquence de test 92. L'adresse présente aux entrées 991 est mémorisée dans la mémoire 99 lorsqu'un état "1" est fourni à une entrée de commande d'écriture 992. Cet état "1" est délivré via une porte ET à trois entrées ET9. Les entrées de la porte ET9 sont reliées à la sortie 974 du comparateur 97, à la sortie 948 du circuit 94 > et à l'entrée 921 du compteur 92 pour recevoir l'horloge Ht à des fins de synchronisation, respectivement. La porte ET9 est ouverte par le signal
SC fourni par le circuit 94.

La mémoire FIFO 99 mémorise par ordre chronologique les adresses délivrées par le compteur de séquence de test 97 lorsqu'un défaut de fonctionnement est détecté. Les séquences de test se deroulant selon un ordre chronologique programmé dans le contrôleur 91, il est aisé à partir des adresses mémorisées dans la mémoire 99 de déduire la séquence de test ayant détectée un circuit défectueux. Ces adresses mémorisées constituent donc des mots d'index indiquant un ou plusieurs circuits défectueux du dispositif de comptage. La ligne de commande Lc est connectée à une entrée de commande de lecture 993 de la mémoire 99 pour commander sur requête du centrc de maintenance, la transmission des mots d'index mémorisés vers la ligne de télétransmission Ld.

Claims (17)

REVENDICATIONS

1 - Dispositif de comptage pour mesurer individuellement des consommations d'un produit par une pluralité dtinstallations d'abonné .accordées à un réseau de distribution (AT) dudit produit, tel qu'énergie électrique, caractérisé en ce qu'il comprend

des sondes de mesure (11 à 1J) équipant respectivement les installations d'abonné pour produire chacune un signal de mesure analogique (il à iJ) proportionnel à une consommation instantanée de produit par l'installation d'abonné,

des moyens d'échantillonnage (2, 3, 4) pour échantillonner cycliquement les signaux de mesure (il à iJ) produits par les sondes (11 à îJ) en des échantillons de signal de mesure (i) multiplexés temporellement dans des intervalles de temps ayant une durée prédéterminée (IT)

des moyens de conversion analogique-numérique (6b) pour convertir les échantillons multiplexés (i) en des mots numériques de consommation instantanée (PA, PR), et

des compteurs de consommation (7) assignés respectivement aux installations d'abonné et adressés cycliquement par les moyens d'échantillonnage pour totaliser les consommations par les installations d'abonné, chacun des compteurs (7) étant incrémenté cycliquement d'une valeur indiquée par le mot numérique de consommation instantanée-(PA,

PR) correspondant à l'installation d'abonné à laquelle est assignée le compteur.

2 - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens d'échantillonnage (2, 3, 4) comprennent des moyens d'adressage (3, 4) pour fournir cycliquement des adresses attribués respectivement aux sondes (11 à 1J) et une pluralité de moyens de commutation (241 à 24J) commandés par les moyens d'adressage (3, 4) et recevant respectivement les signaux de mesure (i1 à iJ) pour prélever cycliquement lesdits échantillons dans les signaux de mesure respectivement, chacune des adresses adressant -cycliquement le compteur de consommation et les moyens de commutation assignés à la sonde correspondant à l'adresse pendant un intervalle de temps prédéterminé (IT) du cycle de multiplexage d'échantillons.

3 - Dispositif conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de conversion analogique-numérique (6b) comprennent

des moyens de quantification (62C) définissant des plages de quantification (P1 à Pp) ayant des largeurs croissant selon une progression linéaire prédéterminé; pour comprimer chacun des échantillons de signal de mesure multiplexés (i) en un échantillon calibré (ic) ayant une amplitude proportionnelle au quotient de la division de la différence entre l'amplitude de l'échantillon du signal de mesure (i) et la somme des largeurs (i 2i65...(p-1)i5) des plages de quantification successives (P1 à P 1) inférieures à l'amplitude de l'échantillon de signal de mesure (i) par un rang (p) de la plage (Pp) encadrant l'amplitude de l'échantillon de signal de mesure (i), lesdits échantillons calibrés ayant des amplitudes inférieures à la plus petite largeur (is) des plages de quantification,

des moyens (621) reliés aux moyens de quantification pour détecter les rangs (p,MC) des plages de quantification (pis) encadrant respectivement les amplitudes des échantillons de signal de mesure multiplexés (i) et

des moyens (63b) pour convertir les échantillons calibrés (ic) en des mots numériques (Ml),

lesdits rangs (MC) et mots numériques (MI) formant lesdits mots numériques de consommation instantanée (PA, PR) incrémentant- les compteurs de consommation (7).

4 - Dispositif conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de quantification comprennent une cascade de P cellules analogues (62C1 à 62Cp) où P est un entier prédéterminé, recevant en entrée les échantillons de signal de mesure multiplexés (i), lesdites cellules (62C1 à 62Cp) définissant respectivement lesdites plages de quantification (P1 à Pp)s la largeur de la plage de quantification définie par une cellule de rang p (62CP), où p est un entier compris entre 1 et P compté à partir de l'entrée (621C1) de l'ensemble de cellules , étant égal au produit du rang p par la largeur (is) de le plage de quantification (P1) définie par la cellule de rang 1 (62C1).

5 - Dispositif conforme à la revendication 4 caractérisé en ce que la cellule (62C ) définissant une plage de quantification (pop) encadrant

p p l'amplitude d'un échantillon de signal de mesure (imoy) applique en entrée de la cellule de rang 1 (62C1) fournit l'échantillon calibré correspondant(ic) aux moyens pour convertir les échantillons calibrés (63b).

6 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les moyens pour convertir les échantillons calibrés (63b) comprennent un convertisseur analogique-numérique rapide du type à D compafaisons successives, où D est le nombre de bits du mot numérique délivré en sortie, à l'issue de chacune des comparaisons étant déterminé l'état logique d'un bit dudit mot numérique.

7 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, pour mesurer des consommations électriques d'installations d'abonné raccordées à un réseau de distribution électrique, caractérisé en ce que les sondes de mesure (11 à 1J) délivrent chacune autant de signaux de mesure (ilj à i3j) que de fils de phase (P1 à P3) distribués aux installations d'abonné, chaque signal de mesure (i1j à i3j) étant prélevé dans un fil de phase respectif (P1 à P3) et ayant une amplitude proportionnelle à un courant fourni par le fil de phase (P1 à P3).

8 - Dispositif conforme à la revendication 7, caractérisé en ce que chacune des sondes de mesure (11 à lj) équipant les installations d'abonné comprend par fil de phase (P1 à P3), un shunt (141 à 143) en série dans le fil de phase (P1 à P3), un transformateur (171 à 173) connecté aux bornes du shunt (141 à 143) un pont redresseur de tension (161 à 163) alimenté par le transformateur, et un transistor (171) alimenté par le pont redresseur (161 à 163) et ayant une électrode à impédance de sortie élevee fournissant le signal de mesure de courant (ilj à i3j) ayant une forme d'onde de signal alternatif redressé.

9 - Dispositif conforme à la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que chacune des sondes de mesure (11 à 1J) équipant les installations d'abonné comprend par fil de phase des moyens , de préférence sous la forme d'un condensateur (191 à 193) connecté entre le fil de phase et un fil de neutre (N) de l'installation pour imposer au signal de mesure de courant correspondant (i1; ; à i3j) une amplitude supérieure à une amplitude minimale (mini)

10 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend

une sonde de mesure supplémentaire (5) raccordée audit réseau de distribution (AT) pour produire cycliquement des échantillons (v) de signaux de mesure de tension (vl, v2, V3) proportionnels aux tensions des fils de phase du réseau,

des premiers moyens de calcul (6a) recevant les échantillons de signal de mesure de courant (i) et les échantillons de signal de mesure

de tension (v) pour produire pendant chaque intervalle de temps (IT) un mot numérique (SIN,COS) de valeur proportionnelle à une tension (U) de

fil de phase et à une fonction sinusoIdalc (sin W , cos W ) d'un

déphasage courant-tension ( W ) dans une installation d'abonné, et

des seconds moyens de calcul (6c) pour calculer pendant chaque

intervalle de temps (IT) le mot numérique de consommation instantanée

(PA,PR)à partir du mot numérique (MI) et du rang (MC) fournis par les moyens de conversion analogique-numérique (6b) et du mot numérique .(COS,SIN) fournis par les premiers moyens de calcul (6a).

11 - Dispositif conforme aux revendications 8 et 9, caractérisé en

ce que la sonde de mesure supplémentaire (5) fournit également par fil

de phase (P1 à P3) des signaux de mesure de tension (V1 à V3) ayant une

forme d'onde de signal alternatif redressé.

12 - Dispositif conforme à la revendication 10 ou 11, caractérisé

en ce que les premiers moyens de calcul (6a) comprennent

des moyens (61a) pour produire, lorsque la consommation à mesurer

est une consommation d'énergie réactive, des impulsions de commande de

conversion (ils) en réponse à des amplitudes d'échantillons de signal de mesure de courant (i) sensiblement nulles en vue de mesurer des

consommations d'énergie réactive (PR) des installations,

des moyens (63a) pour déphaser lesdites premières impulsions de

en endes secondes impulsions (IPc) en vue de mesurer des consommations

d'énergie active (PA) dans les installations, et

un convertisseur analogique-numérique (62a) recevant un échantillon

de signal de mesure de tension (v) et lesdites premières et secondes

impulsions de commande (IPs, IPC) pour produire à chaque intervalle de

temps (IT) ledit mot numérique (SIN,COS) de valeur proportionnelle à une tension de fil de phase (U) et à une fonction sinusoid le (sin Y , W

cos W ) d'un déphasage courant-tension ( W ) dans l'installation

d'abonné correspondante.

13 - Dispositif conforme à la revendication 10 ou 12, caractérisé

en ce que les seconds moyens de calcul (6c) sont des moyens de calcul

numériques comprenant des moyens de calcul arithmétique (64c) et des moyens (61c) pour gérer et pour commander le déroulement du calcul

pendant chaque intervalle de temps (IT).

14 - Equipement de test pour contrôler le fonctionnement d'un

dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 13 afin de localiscr des circuits défectueux dans le dispositif, caractérisé en ce qu'il comprend

des moyens (91, 92, 94) mémorisant un algorithme de test et commandes cycliquement par les moyens d'échantillonnage (2, 3, 4) du dispositif pour établir des mots de donnée et de commande (DO1 à D03,

C01 à C02, SC) relatifs à des séquences de test déterminés selon l'algorithme, et des mots de résultat prédéterminés (D04) des séquences de test correspondant à un fonctionnement parfait du dispositif de comptage,

des moyens (95a, 95b, 96) recevant des mots de donnée (DO1 à DO3) pour produire des signaux de test (I, 1moy' I , Ic) et les injecter en des

c bornes prédéterminées ((-), 636b; 621C1, 62C1; 61Ea, 6a; 61Eb, 6b) du dispositif dc comptage,

des moyens (98) recevant des mots de commande (C02) pour prélever dans le dispositif de comptage des mots de réponse (RE) produits en réponse aux signaux de test injectés (I, 1moy' Ic) respectivement,

des moyens (97) recevant les mots de résultat (DO4) et des mots de commande (C01) pour comparer les mots de réponse prélevés (RE) à des mots de résultats (D04) correspondant aux signaux de test afin de signaler une anomalie de fonctionnement du dispositif de comptage lorsqu'une différence entre lesdits mots de réponse et de résultat (RE, DO4) est supérieure à un seuil prédéterminé , et

des moyens (99) commandés par les moyens pour comparer (97) et les moyens pour fournir (91, 92, 93) pour mémoriser par ordre chronologique des mots d'index délivrés par les moyens pour fournir (92) et indiquant des circuits défectueux dans le dispositif de comptage.

15 - Equipement de test conforme à la revendication 14, caractérisé en ce que les moyens pour produire des signaux de test comprennent des convertisseurs numériques-analogiques à sortie en courant (95, 95b) connectables auxdites bornes ((-), 636b; 621cri, 62C1) du dispositif de comptage.

16 - Equipement de test conforme à la revendication 14 ou 15, caractérisé en ce que les moyens pour produire des signaux de test comprennent des moyens de conversion numérique-analogique (95a, 95b) et des moyens à déphasage numérique programmble (96) connectables auxdites bornes ((-), 636b; 621C1; 62CI, 61Ea, 6a; 61Eb, 6b) du dispositif de comptage.

17 - Equipement de test conforme à l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que les moyens pour comparer (97) comprennent un comparateur de mots numériques dans lequel est programmé (C01) ledit seuil prédéterminé par les moyens pour fournir (91, 92, 94).