COMPTEURS A DOUBLE TARIF

Emploi. — Les courbes représentant la puissance électrique fournie au réseau de distribution d’une grande ville ont une allure bien connue.

Pendant la majeure partie du temps, la consommation est faible ; elle augmente brusquement entre quatre heures et huit heures du soir, principalement en hiver ; l’été, les variations sont moins accentuées. Toutefois, dans les deux cas, la consommation moyenne est toujours très faible relativement à la puissance maximum de l’usine génératrice. Cette disproportion entre la puissance maximum et la consommation moyenne se produit également dans les distributions de gaz d’éclairage.

Dans les usines à gaz, le gazomètre joue exactement le rôle d’un accumulateur parfait, ce qui permet d’établir une usine à gaz en vue de la puissance moyenne à fournir, son matériel fonctionnant constamment à pleine charge. Il n’en est pas ainsi pour une station génératrice d’énergie électrique, car l’accumulateur est loin d’être aussi parfait que le gazomètre ; à égalité d’énergie emmagasinée, il coûte vingt fois plus de frais de premier établissement que le gazomètre ; en outre, son entretien est très onéreux et son rendement peu élevé.

11 s'ensuit que les stations génératrices électriques, même lorsqu’elles utilisent des accumulateurs, doivent avoir un matériel générateur permettant d’alimenter le réseau de distribution à pleine charge. D’après des statistiques soigneusement établies, on peut admettre que la production moyenne annuelle d'une station centrale ne représente environ que 6 à 7 0/0 de sa capacité maximum.

On conçoit, dans ces conditions, que le prix de revient du kilowatt-heure soit relativement très élevé, à cause des frais généraux qui sont proportionnels à la puissance maximum de la station génératrice.

Une seule solution permet de diminuer ce prix de revient : c’est de vendre l’énergie électrique à des tarifs variables suivant les heures de consommation, c’est-à-dire d'établir un prix de vente plus bas aux heures de faible consommation qu’aux heures où la station fonctionne à pleine charge. Les consommateurs sont ainsi amenés à modifier leurs horaires de consommation et à profiter, pour utiliser l’énergie électrique qui leur est nécessaire, des heures où elle est vendue moins cher. Les stations centrales pourront ainsi relever leur moyenne de puissance consommée et arriver, par suite, à obtenir un prix de revient plus bas du kilowatt-heure.

Les résultats obtenus dans cette voie par plusieurs stations centrales sont remarquablement encourageants. C’est précisément pour mettre en pratique ce mode d’exploitation que l’on a été amené à créer les compteurs à tarifs variables.

Les uns sont disposés pour fonctionner à deux tarifs suivant des horaires fixés à l’avance ; ils ne constituent qu’une solution partielle du problème, solution qui, le plus souvent, est largement suffisante.

. Les compteurs de ce genre qui figuraient à l’Exposition sont ceux de la Compagnie pour fa fabrication des compteurs, de la Société Aron et de la Compagnie Schuckert.

Compteur Thomson à double tarif. — Cet instrument était exposé par la Compagnie pour la fabrication des compteurs. 11 se compose d’un compteur Thomson ordinaire, muni de deux séries de cadrans totalisateurs, une série pour chaque tarif. La vis sans fin du moteur du compteur actionne une pièce intermédiaire commandée par l’armature d’un électro-aimant.

Lorsque cette armature est attirée, la vis sans fin engrène avec le totalisateur de droite ; elle agit, au contraire, sur le totalisateur de gauche lorsque l’armature est écartée.

Une horloge spéciale ( fy . 77) émet pendant le temps voulu le faible courant nécessaire

COMPTEURS SPECIAUX

1 4-ill

pour actionner l'électro-aimant. Les heures pendant lesquelles l’un ou l’autre tarif est appliqué peuvent être modifiées par le représentant de la station.

Il agit à cet effet sur les aiguilles de l’horloge en les amenant sur les heures où un tarif doit commencer et terminer.

Ces aiguilles restent à la position qui leur a été donnée, l’une sur le demi-cadran supérieur, l’autre sur le demi-cadran inférieur. Ces demi-cadrans correspondent aux douze heures de jour et de nuit.

Dans une autre disposition, l’horloge intercale dans le circuit dérivé du compteur une résistance additionnelle pendant le temps où le tarif réduit est applicable.

Le compteur n’a plus alors qu’une seule série de cadrans. Ses indications sont rendues delà sorte inférieures à la consommation réelle, suivant la valeur de la résistance additionnelle, valeur réglée d’avance une fois pour toutes.

Enfin, on peut également employer des compteurs distincts, l’horloge faisant fonctionner l’un ou l’autre.

Compteur Aron à double tarif. — Comme le montre la figure 78, le compteur Aron à double tarif se compose d’une caisse vitrée à deux compartiments.

Dans le compartiment de droite se trouve un compteur Aron ordinaire à remontage électroautomatique. Le totalisateur simple est remplacé par un totalisateur double, comprenant deux séries de cadrans I et II.

La série 1 correspond au tarif normal et la série II au tarif réduit.

Un long index visible au bas du cadran montre constamment si c’est la série 1 ou la série 11 qui enregistre.

Dans le compartiment de gauche se trouve une horloge de précision, comportant quelques organes spéciaux, dont le rôle est précisément de modifier l’enregistrement du compteur et de produire le changement de tarif.

Une simple bielle réunit l’horloge au compteur; elle traverse la cloison qui sépare les deux parties de l’instrument. La figure 78 montre, en outre, comment le compteur à double tarif doit être relié au réseau de distribution. La figure 79 représente l’ensemble du mécanisme de l’horloge et le double système de cadrans totalisateurs. F est la roue directement menée par le planétaire du compteur; elle tourne donc proportionnellement à la puissance mesurée parle compteur et engrène avec deux roues de renvoi E, G. Les roues sont montées dans une cage DC qui peut basculer autour du point C, axe de la roue F.

J et K sont les premiers mobiles des totalisateurs I et IL Lorsque la roue E est en prise avec J (comme c’est le cas montré par la figure 80), l'enregistrement se produit sur les cadrans de gauche (tarif normal).

Au contraire, l’enregistrement se produit sur les cadrans de droite (tarif réduit) lorsque ce sont les roues G et K qui se trouvent en prise.

La bascule D est conduite par une lame élastique B qui reçoit un mouvement à gauche ou à droite, mouvement que lui communique la bielle y. Cette bielle s’articule à la lame B au moyen d’un coulisseau A qui commande en même temps l’assiette N de l’index du tarif en vigueur.

En nous reportant à gauche de la figure 79, C est la roue des heures (roue de centre) de l’horloge.

Le petit cadran placé en haut et à droite {fiy. 78) est celui des secondes ; celui situé à sa gauche indique si les heures marquées par le cadran principal sont des heures de jour (partie

Fie. 11. — Horloge du compteur Thomson à double tarif.

blanche, de six heures du malin à six heures du soir) ou des heures de nuit (partie noire, de six heures du soir à six heures du matin).

Les cadrans A, B sont les cadrans reveilleurs. Ils sont divisés en vingt-quatre heures, avec heures de nuit situées à la partie inférieure (noire) des cadrans.

O, O' (, fi(j . 79) sont les aiguilles dites de rosette, que l’on déplace au doigt devant ces cadrans.

L’aiguille O est mise à l'heure à laquelle on désire que commence le tarif normal et l’aiguille O' à l’heure à laquelle ce tarif doit se terminer. Au moment de mettre aux heures les aiguilles O, O', on s’assure que l’horloge est bien à l’heure et on a soin de ne pas confondre les heures de jour avec les heures de nuit.

Fig. 18. — Compteur Aron à douille tarif.

Les roues g, g' font exactement un tour en vingt-quatre heures.

Considérons la roue g {fi g. 80) ; elle est montée sur un canon m découpé en hélice et portant une entaille m.

L’aiguille de rosette o est montée sur un canon h muni d’un talon n. Quand le talon est exactement en regard de l’entaille m, la roue g, comprimée par le ressort en boudin p , est vivement poussée vers la droite.

Il en est de même de l’extrémité supérieure du levier l articulé en r, tandis que le doigt qui termine ce levier vient frapper une des ailes d’un T (sens de la flèche 3, fig. 80). Le T étant mobile autour de son axe t, l’extrémité u du bras u est chassée vers la gauche; il en est de même pour la bielle g {fig. 81) articulée en u . La cage D bascule comme il a été dit et les roues E, .1 viennent en prise.

Le contraire se produit quand c’est la roue g' qui est repoussée par le ressort p , lorsque le

COMPTEURS SPÉCIAUX

talon n' de l’aiguille o' se trouve en face de l’entaille m! du canon de la roue g' . C’est alors la roue G qui vient se mettre en prise avec le premier mobile K du totalisateur II et le changement de tarif se produit. Le temps qui sépare les chutes des talons n et n' est égal à celui pendant lequel le tarif normal doit être appliqué. Il est déterminé par les positions données aux aiguilles de rosette o, o\ aiguilles qui, une fois mises à l’heure, restent immobiles.

Il est à remarquer que l’impulsion à donner aux organes des changements de tarif est fournie par les ressorts p , p' . Ces ressorts se trouvent réarmés progressivement, après leur détente, par le mouvement des roues g , g' qui se continue toujours. Les talons n, n' repoussent peu à peu les canons des roues g , g' en frottant sur le plan incliné formé par l’hélice de ces canons. De celle manière, l’opération consistantàarmer les ressorts p,p' dureun certain nombre d’heures et les frottements qui en résultent n’affectent pas la régularité de l’horloge.

Les roues g, g' se déplaçant parallèlement à elles-mêmes, en même temps qu’elles tournent, il est nécessaire que les roues f, f qui les conduisent soient assez épaisses pour que l’engrènement ne cesse de se produire.

Pendant que les ressorts p , p' s’arment, les frappeurs des leviers /, l' reculent; c’est pour qu’il n’en résulte pas de déplacement intempestif du T que ces frappeurs ont été laissés libres.

Afin que la bielle y soit obligée de rester parfaitement à ses fonds de course et que les roues E ou G ne puissent se dégager à faux, cette bielle s’attache, en outre, à un petit levier n articulé en v et qui porte une butée x.

Pendant les déplacements de la bielle y, la butée x en suit les mouvements. Elle est chassée et maintenue à ses fonds de course par l’épaulement d’un levier horizontal constamment rappelé vers le bas par un petit ressort en boudin.

La figure 82 montre une coupe parla ligne brisée des organes de la figure 79 qui intéressent le changement de tarif.

En définitive, la commutation mécanique qui provoque le changement de tarif dans le compteur Aron est produite par la détente de roues identiques au réveilleur d’un réveil-matin; les détentes sont fonction des positions données aux aiguilles de tarifs.

Fig. 80. — Détail d'une roue du réveilleur.

Fig. 81. — Equerre commandant la bielle du changement de tarif.

Le changement de tarif se produit à coup sûrpour toutes positions donnéesaux aiguilles o, o', à condition que la différence d’heure qu’elles indiquent soit supérieure à dix minutes.

C’est bien plus qu’il n’en faut dans la pratique, L application d’un tarif n’étant jamais aussi courte.

Pour mettre ce compteur en service, il suffit de le placer bien verticalement ; un fil à plomb est, à cet effet, installé sur le côté gauche de la boîte vitrée.

Les connexions étant établies et le courant passant dans le compteur, on donne une légère impulsion au balancier de l’horloge.

Les aiguilles du cadran principal sont mises à l’heure et celles des réveilleurs amenées aux positions qui correspondent aux changements de tarifs. Il ne reste plus qu’à plomber l’instrument, l’abonné n’étant pas autorisé, bien entendu, à modifier les positions des aiguilles des réveilleurs ’

Compteur Schuckert à double tarif. — Ce compteur est un ensemble constitué par la réunion d’un compteur ordinaire et d’une horloge spéciale (fig. 83).

Le compteur est muni de deux séries de cadrans. L’une correspond à un tarif N et totalise exclusivement l’énergie qui doit être payée à ce tarif. L’autre correspond de même au tarif R. Un embrayage, actionné par l’horloge spéciale, met en relation l’arbre moteur du compteur, tantôt avec le premier mobile des cadrans supérieurs (tarif N), tantôt avec

Fui. 83. — Compteur Schuckert à double tarif. ^Ir'- 84.

celui des cadrans inférieurs (tarif R). En dehors de ce dispositif, sur lequel nous allons revenir, le compteur ne présente rien de particulier.

COMPTEURS SPECIAUX

L’horloge, du système Uipp, a un pendule dont les oscillations sont entretenues électriquement par un courant dérivé du réseau et agissant au moyen d’un électro placé sous le pendule. La figure 84 schématique permet de se rendre compte du fonctionnement de cette horloge.

Une fois le pendule lancé, un butoir qu'il porte vient soulever le taquet P4 et le ressort F, . L’électro-aimant M, qui était en court-circuit, se trouve intercalé dans le circuit WAERM [fig. 85) ; il est excité et donne une impulsion au pendule ; le même phénomène se reproduit ensuite à chaque oscillation.

Le cadran de l’horloge est divisé en deux groupes de 12 heures et l'un d’eux, correspondant à l’intervalle entre 6 heures du soir et 6 heures du matin, est peint en noir.

En plus de l’aiguille Z des heures, l’horloge porte deux aiguilles marquées : l’une, commencement du tarif normal ; l’autre : fin du tarif normal.

Si l’on met la première sur 4 heures du soir, la seconde sur 10 heures du soir, l’énergie consommée pendant ce temps sera enregistrée sur les cadrans supérieurs (tarif N).

L’énergie consommée pendant le reste du temps sera enregistrée à tarif réduit (tarif R) sur les cadrans inférieurs.

Par le déplacement des aiguilles de tarif, on peut donc mettre sur n’importe quelle heure le commencement et la fin du tarif normal.

En général, ces heures ne sont modifiées que deux fois par an et un agent de la station centrale vient les placer comme il convient, puis plomber l’horloge.

Le courant dérivé du réseau entre par l’aiguille Z, après avoir traversé les enroulements à fil fin W et A du compteur (/?//. 85).

11 passe de là dans l’un ou l'autre des segments h, l, réglés par la position des aiguilles de tarif.

R est un relais qui, lorsqu'il est excité, produit l’enregistrement sur les cadrans supérieurs (tarif N). Dans la position figurée, le ressort F2 met le relais R en court-circuit et l’enregistrement se produit, par l’action d’un relais E, sur les cadrans inférieurs (tarif R).

Lorsque l'aiguille Z vient sur le secteur K, le relais E, de résistance égale à celle du relais R, est mis en court-circuit et, le relais R étant excité, le compteur enregistre l'énergie au tarif N.

Si, pour une raison quelconque, l'horloge vient à s’arrêter, le compteur enregistre constamment au tarif normal; en effet, à ce moment, le pendule reste vertical et maintient le ressort F2 soulevé.

Le relai E est en court-circuit et le relai R actif, ce qui fait actionner les cadrans supérieurs (tarif N). La station ne peut donc subir de pertes. Dans ce compteur, on voit que le changement de tarif est obtenu électriquement par l’action de deux relais mis l’un en court-circuit pendant que l’autre est actif. Un index, placé à droite entre les deux séries de cadrans, montre toujours à quel tarif le compteur enregistre.