Dispositivo de Sincronización de Fase o Dispositivo de Conmutación Controlada

Cuando desconectamos un interruptor en línea para cortar una carga inductiva, idealmente se desea interrumpir la corriente del sistema durante su cruce por cero de la forma de onda de la corriente. Pero en la práctica, es algo imposible mantener esta condición. En un interruptor normal, la interrupción de la corriente puede ocurrir cerca del punto de cruce por cero, pero no exactamente en el punto de cruce por cero de la forma de onda de la corriente. Dado que la carga es inductiva, esta interrupción súbita de la corriente, causa un alto di/dt que resulta en un alto voltaje transitorio en el sistema.

En sistemas de potencia de baja o media tensión, este voltaje transitorio durante la operación del interruptor puede no afectar mucho el rendimiento del sistema, pero en sistemas de extra y ultra alta tensión, esto es bastante efectivo. Si la separación de los contactos en el interruptor no es suficiente en el instante de interrupción de la corriente, puede haber reionización entre los contactos debido al sobretensión transitoria, por lo que el arco puede restablecerse. Cuando conectamos una carga inductiva como un transformador o un reactor, y si el interruptor cierra el circuito cerca del cruce por cero de la tensión, habrá un componente DC alto de la corriente. Esto puede saturar el núcleo del transformador o reactor. Esto lleva a una alta corriente de arranque en el transformador o reactor. Cuando conectamos un interruptor para conectar una carga capacitiva al sistema, como un banco de capacitores, es deseable conectar la ruta de corriente en el cruce por cero de la forma de onda de la tensión del sistema.

De lo contrario, debido al cambio repentino de tensión durante la conmutación, se crea una alta corriente de arranque en el sistema. Esto puede ir seguido de un sobretensión en el sistema también. La corriente de arranque junto con el estrés de sobretensión, afecta mecánica y eléctricamente al banco de capacitores y otros equipos en línea. Generalmente, en el interruptor, las tres fases se abren o cierran casi al mismo instante. Pero hay un intervalo de 6,6 ms entre los cruces por cero de dos fases adyacentes de un sistema trifásico.

Un dispositivo instalado en el panel de relés y control para superar este comportamiento transitorio de la tensión y la corriente durante la conmutación. Este dispositivo sincroniza la conmutación de cada polo del interruptor según el cruce por cero de la fase correspondiente. Este dispositivo se conoce como dispositivo de sincronización de fase, o en resumen, PSD.

A veces, también se le llama dispositivo de conmutación controlada o CSD. Este dispositivo toma la forma de onda de tensión del transformador de potencial del bus o la carga, la forma de onda de corriente de los transformadores de corriente de la carga, la señal de contacto auxiliar y la señal de contacto de referencia del interruptor, y el comando de cierre y apertura del interruptor instalado en el panel de control. Se requieren señales de tensión y corriente de cada fase para identificar el instante exacto del cruce por cero de la forma de onda de cada fase individual. Las señales de contacto del interruptor son necesarias para calcular el retraso operativo del interruptor, de modo que el pulso de apertura o cierre al interruptor pueda enviarse de acuerdo, para coincidir con la interrupción y el cruce por cero de la onda de corriente o tensión, según sea necesario.

Este dispositivo está dedicado a la operación manual del interruptor. Durante la desconexión por fallo, la señal de desconexión al interruptor se envía directamente desde el conjunto de relé de protección, omitiendo el dispositivo. El Dispositivo de Sincronización de Fase o PSD también puede estar asociado con un interruptor de derivación que puede omitir el dispositivo del sistema si es necesario en cualquier situación.

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