il
barres omnibus, sur lesquelles sont faites les prises de courant qui vont aux transformateurs ; une tour de sectionnement en maçonnerie précède immédiatement la sous-station.
La figure 3 indique la position delà station centrale, la distribution et toutes les utilisations du courant électrique.
Les transformateurs envoient le courant à busse tension à deux tableaux de distribution qui comportent tous les appareils de mesure et de sécurité nécessaires, l'un à 210 volts pour la force motrice, l'autre à 120 volts pour l’éclairage.
C’est des barres omnibus à haute tension que part le câble armé pour les travaux souterrains.
L’énergie utilisée dans les divers services de la mine représente une puissance totale de I 173 chevaux, comprenant :
Pour l’éclairage . . 170 chevaux
Pour la force motrice . I 003 —
Mais, comme l’éclairage est à son maximum alors que les autres emplois sont restreints, il en résulte que la puissance de 1 050 chevaux des trois groupes électrogènes sullit largement à toutes les exigences.
Les essais au frein effectués sur tous les électromoteurs avant leur mise en service ont indiqué :
Pour 100
Moteurs de I à 10 chevaux, rendement . 82
Le rendement industriel , c'est-à-dire le rapport entre l'énergie recueillie sur l'arbre des réceptrices et celle qui est mesurée sur l’arbre de la machine à vapeur de l'usine centrale, dépend du mode d’utilisation des moteurs et des transformations du courant:
Pour 100
Moteurs utilisant directement et sans transformation le courant de la
station centrale . 72 à 82
Moteurs utilisant le courant deux fois transformé . 68 à 78
Moteurs utilisant le courant transformé une seule fois . 80 à 81
Après une série d’expériences faites avec les groupes électrogènes et les réceptrices fonctionnant à pleine charge, M. Ch. Pérès a trouvé que le rendement général de l’installation varie entre 07 et 79 pour 100.
Installations électriques du siège Espérance (Belgique). — Ces installations ont été faites, en 1899, sous la direction de M. l’ingénieur P. Habets, au siège Espérance de la Société anonyme des charbonnages de l' Espérance et Bonne-Fortune , à M o n l é g née-lez-Li'ege. C’est la première fois qu’une application aussi générale de l'électricité ait été réalisée dans une mine belge.
La station centrale est composée de trois groupes électrogènes, de 200 kw chacun, et comprend des alternateurs triphasés Brown, type volant, à induit fixe et inducteur mobile extérieur, débitant les courants triphasés à la tension de 1 000 volts avec une fréquence de 44 périodes par seconde. Chaque alternateur est commandé par une machine compound jumelle, à condensation, pouvant développer 300 chevaux effectifs à la vitesse de 125 t : m et à la pression de 6,5 kg: cm2 à l’admission.
Les alternateurs devant marcher en parallèle, chaque moteur possède au régulateur un dispositif spécial qui permet de faire varier la vitesse de 116 à 134 tours pour maintenir le synchronisme.
Le hall qui contient l’usine centrale mesure 28 m de longueur et 10,50 m de largeur. Les
condenseurs et pompes à air sont logés dans les fondations et actionnés par bielles s’articulant aux boutons des manivelles des grands cylindres. »
A l'extrémité du hall est disposé le tableau de distribution qui est séparé du mur du fond par un espace de 2 m.
Entre les fondations des machines et celles des murs sont ménagés deux larges caniveaux, l'un contient les conduites d'eau et de vapeur, l'autre les canalisations électriques. Dans ce dernier on a disposé, sur l’une des parois, les câbles à haute tension et, sur l’autre, les lignes de basse tension.
Les câbles à haute tension sont isolés au moyen de deux couches de caoutchouc vulcanisé, serrées par une tresse imprégnée que recouvre un ruban enduit d’un isolant spécial ; ils sont soutenus sur des poulies en porcelaine.
L’excitation des alternateurs est obtenue au moyen :
1° D'un transformateur statique , d’une puissance de 30 kw, qui reçoit le courant triphasé à
1 000 volts et l’abaisse à 87 ;
2° D'une commutatrice tétrapolaire , à excitation compound, qui reçoit le courant triphasé à 87 volts par trois bagues et débite du courant continu à 110 volts.
On effectue la mise en marche au moyen d'un groupe électrogène Dulait à courant continu placé contre le mur du hall entre les alternateurs 1 et 2. L’un des alternateurs étant mis en mouvement et excité par le courant de la dynamo Dulait, on fait démarrer la commutatrice comme moteur à courant continu, en lui donnant l’excitation convenable et, dès que la vitesse du synchronisme est obtenue, on la met en phase avec l'alternateur. On interrompt alors le courant qui a servi au démarrage et l’on met le circuit d’excitation des alternateurs sur le circuit à courant continu de la commutatrice qui fonctionne alors normalement.
Au tableau de distribution correspondent, pour chaque alternateur :
Un rhéostat d' excitation ;
Un voltmètre avec transformateur réducteur ;
Un ampèremètre ;
Un interrupteur Lripolaire ;
Deux coupe-circuits unipolaires ;
Un indicateur de phases.
Les lampes de l’indicateur de phase sont reliées aux circuits à basse tension des transformateurs réducteurs des voltmètres, avec intercalation d’interrupteurs qui permettent de ne mettre en circuit que les lampes correspondantes pour la mise en phase des alternateurs 1 et 2,
2 et 3, 1 et 3.
Le tableau contient, en outre, pour chaque circuit de départ :
Un interrupteur lripolaire ;
Un ampèremètre ;
Deux coupe-circuits unipolaires .
Les fils fusibles des coupe-circuits sont enfermés dans des cartouches de matière isolante qui permettent au besoin de remplacer le plomb fondu sans arrêter la machine et, comme d’ailleurs ils sont tous placés après l’interrupteur qui commande le circuit, on peut remplacer les cartouches très rapidement et sans danger.
Les lignes aériennes amenant le courant aux divers services des sièges Espérance et Saint-Nicolas sont en fils de cuivre placés sur des isolateurs à triple cloche en porcelaine, dont les ferrures sont fixées à des murs ou sur des traverses de poteaux tubulaires en acier. Un filet protecteur, relié à la terre, est placé sous les lignes afin de parer à tout accident qui résulterait de la chute des fils.
Pour amener le courant aux travaux souterrains, les trois fils, de 60 mm2 de section, sont revêtus de caoutchouc vulcanisé, d’okonite et d'un ruban isolant, tordus en hélice, avec interposition de bourrage, et enveloppés de ruban imprégné et d’une gaine de plomb; le câble ainsi formé est armé en fils d’acier galvanisés et recouverts de chanvre.
APPLICATIONS AUX MINUS
Dans la descente des puits, les câbles reposent sur des ferrures en fer forgé, scellées, tous les 5 m, dans la maçonnerie.
A chaque recette, le câble aboutit à une boite de dérivation sur laquelle se place un transformateur statique destiné à abaisser la tension pour les appareils d’éclairage.
Le schéma (fig. 4) représente l’ensemble de la distribution de l’énergie électrique; comme on le voit, la station centrale dessert les récepteurs suivants :
Au siège Espérance :
a) A l’usine centrale :
1° Un transformateur et une commutalrice de 30 km, pour l’excitation des génératrices éclairage du siège Püspérance;
2° Un transformateur et une commutalrice, pour la traction;
Un moteur, pour l’atelier de réparation;
b) Au dehors de l’usine :
1° Un moteur , pour le ventilateur ;
2° Un moteur, pour le triage;
3° Une pompe;
4° L' éclairage souterrain.
Au puits nu Plancher :
Un moteur', pour le ventilateur.
Au SIÈGE Saint-Nicolas 1
1° Beux moteurs , pour le ventilateur;
2° Une pompe ;
3° L' éclairage du siège;
4° L' éclairage souterrain.
Installations électriques des mines de Frongoch (Pays de Galles). — La Société belge des Mines de Frongoch (Galles), qui exploite des minerais de blende et galène, emploie le courant électrique, depuis 1900, pour tous ses services.
L’exploitation est faite par un puits vertical jusqu’à l’étage de 100 m, et se continue en puits incliné jusqu’au niveau 277. Le minerai de blende-galène est transporté, à l’état de tout venant, dans une usine de préparation mécanique, où il est broyé, criblé, séparé et concentré; l’extraction est de 15 tonnes par jour.
La force motrice est hydraulique, mais une machine auxiliaire à vapeur permet d’y suppléer en cas d’accident ou d’insuffisance.
Les eaux de pluie, recueillies dans des collecteurs de montagne, sont amenées par une conduite de 5 km dans un grand réservoir de 40000 m:i, lequel fournit une chute d'eau de 125 m de hauteur au moyen de 450 m de luyaux mesurant 0,60 m de diamètre. Celte chute est la force motrice initiale qui alimente une station électrique centrale de 400 chevaux.
La station comprend :
Une chaudière tubulaire Babcock et Wilcox timbrée à 10 kg et une machine verticale à grande vitesse ; c’est la réserve;
Une roue Pelton avec régulateur automatique;
Un alternateur triphasé faisant 375 tours; puissance, 300 k\v ;
Une dynamo excitatrice;
Un tableau de distribution, des coupe-circuits, des fusibles, etc.
Le courant triphasé de 2 300 volts est conduit à l’usine de préparation mécanique, située à 1 200 m, puis au siège d’extraction, à 650 m plus loin ; la première ligne a des conducteurs de 3,5 mm2 de section, la seconde de 3,25 mm2.
A l’usine, deux électromoteurs de 75 chevaux mettent en marche, l’un les broyeurs, l’autre les trommels, les jigs, les tables oscillantes et les pompes. En outre, un transformateur de 10 kw fournit la lumière à trois groupes de six lampes à arc.
Entre l’usine et lamine, sur le conducteur principal, est branché un petit transformateur qui alimente des lampes à incandescence dans les bureaux et dépendances.
Au siège d’extraction sont disposés deux électromoteurs de 75 chevaux; le premier, à liante tension, à l’étage 160, actionne une pompe à trois corps qui élève 25 litres d’eau par seconde et qui fait 535 révolutions. Un petit transformateur, dans la chambre des pompes {fi g. 5), donne le courant nécessaire pour l’éclairage des étages 160 et 277.
Le second éleclromoteur, à basse tension, est installé à la surface et actionne un treuil d’extraction à double tambour. Il peutfournir I25chevaux au démarrage. Le voltage de 2 300 volts de la ligne est réduit à 220 par l'intermédiaire d'un transformateur de 60 kw, lequel sert, en outre, à fournir l’éclairage au reste du puits.
Enfin, à l’étage 160, est installé un électromoteur de 30 chevaux qui, à la vitesse de 670 t : m, actionne un treuil à simple tambour pour l’extraction des minerais par le puits incliné.
Toute celte installation a coûté 250 000 francs et a été terminée en moins d’une année.
En résumé, la station centrale électrique pour la distribution de l’énergie à grande distance permet d’utiliser l’énergie dans des conditions très avantageuses.
APPLICATIONS AUX MINES
Tandis que la perte pour transmission par kilomètre est de :
' 40 pour 100 par la vapeur;
20 — par les conduits hydrauliques ;
0 à 8 — par Pair comprimé,
elle n’est que de 5 pour 100 par les conducteurs électriques.
Fie. o. — Schéma de la station eenlrale et de la distribution d'énergie électrique de la mine de Frongoch
(Galles).
LÉOEXDE EXPLICATIVE DU SCHEMA
TA, alternateur Lriphasé. — D, excitatrice. — A, ampèremètre. — V, voltmètre. — W,wattmètrc. — C, c, coupe-circuits. — F . f, fusibles. — M, régulateur magnétique. — S, régulateur shunt. — L, prise de courant pour l'éclairage électrique. — EM, électromoteurs. — T, transformateurs. — LH, résistance liquide. — R, résistance métallique. — Cm, commutateur. — aL lampes à arc. — r//, lampes à incandescence. — E, terre.
, lignes à haute tension.
, lignes à basse tension.
L’ELECTKICITE A L’EXPOSITION
Quant au rendement général, c’est-à-dire le rapport entre le travail initial fourni par l’agent générateur d’énergie et le travail final utilisé, il est de 70 pour 100 environ avec le courant électrique, tandis qu'il est seulement de :
15 pour 100 au maximum avec la vapeur.
44 — — avec l’air comprimé.
