Phasensynchronisationsgerät oder gesteuertes Schaltgerät

Wenn wir einen Netzschalter ausschalten, um eine induktive Last zu trennen, wäre es ideal, den Strom des Systems während der Nullüberquerung der Stromform aufzubrechen. Praktisch gesehen ist es jedoch nahezu unmöglich, diese Bedingung einzuhalten. Bei einem normalen Netzschalter kann die Stromunterbrechung in der Nähe des Nullpunkts der Stromform stattfinden, aber nicht genau bei der Nullüberquerung. Da die Last induktiv ist, führt diese plötzliche Unterbrechung des Stroms zu hohem di/dt, was hohe transiente Spannungen im System verursacht.

In Niederspannungs- oder Mittelspannungssystemen beeinflussen diese transitorischen Spannungen während des Schaltvorgangs des Netzschalters möglicherweise nicht stark die Systemleistung, aber in extra- und ultrahochspannungssystemen sind sie sehr wirksam. Wenn die Trennung der Kontakte im Netzschalter zum Zeitpunkt der Stromunterbrechung nicht ausreichend ist, kann es aufgrund der transitorischen Überspannung zu einer Reionisation zwischen den Kontakten kommen, wodurch der Bogen wiederhergestellt werden kann. Wenn wir eine induktive Last wie einen Transformator oder Drossel einschalten und der Netzschalter den Stromkreis in der Nähe der Spannungsnullüberquerung schließt, gibt es einen hohen Gleichstromanteil. Dies kann den Kern des Transformators oder der Drossel sättigen. Dies führt zu einem hohen Einschaltstrom im Transformator oder der Drossel. Wenn wir einen Netzschalter einschalten, um eine kapazitive Last, wie eine Kondensatorenbank, an das System anzuschließen, ist es wünschenswert, den Strompfad bei der Nullüberquerung der System-Spannung zu verbinden.

Andernfalls entsteht aufgrund der plötzlichen Spannungsänderung beim Schalten ein hoher Einschaltstrom im System. Dies kann auch von einer Überspannung im System gefolgt sein.

Der Einschaltstrom zusammen mit dem Überspannungsschaden belastet mechanisch und elektrisch die Kondensatorenbank und andere Geräte in der Leitung. Im Allgemeinen öffnen oder schließen alle drei Phasen eines Netzschalters fast gleichzeitig. Es gibt jedoch einen Zeitraum von 6,6 ms zwischen den Nullüberquerungen zweier benachbarter Phasen eines Dreiphasensystems.

Ein Gerät, das an der Relais- und Steuerungstafel installiert ist, um dieses transitorische Verhalten von Spannung und Strom während des Schaltens zu überwinden. Dieses Gerät synchronisiert das Schalten der einzelnen Pole des >Netzschalters entsprechend der Nullüberquerung der jeweiligen Phase. Dieses Gerät wird als Phasensynchronisierungsgerät, kurz PSD, bezeichnet.

Manchmal wird es auch als gesteuertes Schaltgerät oder CSD bezeichnet. Das Gerät nimmt die Spannungsform vom Spannungswandler des Bus oder der Last, die Stromform von den Stromwandler der Last, das Hilfskontaktsignal und das Referenzkontaktsignal vom Netzschalter, sowie das Schließen- und Öffnenkommando vom Steuerschalter des Netzschalters, der in der Steuerungstafel installiert ist. Die Spannungs- und Stromsignale jeder Phase sind erforderlich, um den genauen Zeitpunkt der Nullüberquerung der Form jeder Phase zu identifizieren. Die Schaltersignale sind erforderlich, um die Betriebsverzögerung des Netzschalters zu berechnen, damit das Öffnen- oder Schließimpuls zum Netzschalter entsprechend gesendet werden kann, um die Unterbrechung und Nullüberquerung entweder des Stroms oder der Spannung, je nach Bedarf, abzustimmen.

Dieses Gerät ist für die manuelle Bedienung des Netzschalters vorgesehen. Bei fehlerhaften Auslöseoperationen wird das Auslösesignal direkt vom Schutzrelais-Baustein an den Netzschalter gesendet, wobei das Gerät umgangen wird. Das Phasensynchronisierungsgerät oder PSD kann auch mit einem Umgehungswechsler verbunden sein, der das Gerät bei Bedarf aus dem System ausschalten kann.

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