位相同期装置とは何か

位相同期装置とは何ですか？

位相同期装置の定義

位相同期装置（PSD）は、ブレーカーの極の切り替えを位相電圧または電流波形のゼロクロスに同期させる装置として定義されます。

制御スイッチング装置

また、制御スイッチング装置（CSD）とも呼ばれ、ブレーカー操作中に正確なタイミングを確保します。

電圧と電流の同期

PSDは、電圧と電流の波形を使用してゼロクロスを識別し、それに応じてブレーカー操作を同期させます。

インダクティブ負荷を遮断する際、電流波形のゼロクロスで電流を遮断するのが最適ですが、これが正確に達成することは困難です。通常のブレーカーでは、電流の遮断はゼロクロス点近くで行われますが、完全に一致することはありません。負荷がインダクティブであるため、この突然の遮断により、高い電流変化率（di/dt）が発生し、システムに高過渡電圧が生じます。

低圧または中圧の電力システムでは、ブレーカー操作時の過渡電圧は性能に大きく影響しませんが、超特高圧システムでは大きな影響があります。ブレーカーの接触部が遮断時に十分に分離されていない場合、過渡過電圧による再イオン化が発生し、再びアークが発生することがあります。

トランスやリアクタのようなインダクティブ負荷を接続するとき、ブレーカーが電圧のゼロクロスに近い位置で回路を閉じると、高い直流成分の電流が発生します。これによりトランスやリアクタのコアが飽和し、高いインラッシュ電流が発生します。

コンデンサバンクのようなキャパシティブ負荷を接続するとき、システム電圧波形のゼロクロスでブレーカーを閉じるのが最適です。

それ以外の場合、スイッチング時の急激な電圧変化により、システムに高いインラッシュ電流が発生します。これにはシステム内の過電圧も伴うことがあります。

インラッシュ電流と過電圧は、機械的および電気的にコンデンサバンクや他の設備にストレスを与えます。

ブレーカーでは、通常、三相がほぼ同時に開閉しますが、三相システムの隣接する位相のゼロクロス間には6.6ミリ秒の時間差があります。

この装置は、バスまたは負荷の電圧変換器からの電圧波形、負荷の電流変換器からの電流波形、ブレーカーからの補助接点信号と参照接点信号、制御盤に設置されたブレーカーの制御スイッチからの閉鎖と開放命令を取り込みます。

各相の電圧と電流信号は、個々の位相波形の正確なゼロクロス瞬間を識別するために必要です。ブレーカーの接点信号は、ブレーカーの動作遅延を計算するために必要であり、中断と電流または電圧波のゼロクロスに合わせて、開閉パルスを送信することができます。

この装置は、ブレーカーの手動操作専用です。故障トリップ時には、保護継電盤から直接ブレーカーにトリップ信号が送られ、装置をバイパスします。位相同期装置またはPSDは、必要に応じてバイパススイッチによってシステムからバイパスされる場合もあります。

インダクティブ負荷の管理

正しいタイミングでインダクティブ負荷を接続することで、設備を損傷する可能性のある高いインラッシュ電流を防ぎます。

キャパシティブ負荷のスイッチング

キャパシティブ負荷を適切なタイミングでスイッチングすることで、高いインラッシュ電流と過電圧のリスクを減らすことができます。