Dispositivo di Sincronizzazione di Fase o Dispositivo di Commutazione Controllata
Quando interrompiamo un interruttore in linea per staccare un carico induttivo, sarebbe ideale interrompere la corrente del sistema durante il suo attraversamento dello zero della forma d'onda della corrente. Tuttavia, in pratica, è quasi impossibile mantenere questa condizione. In un interruttore normale, l'interruzione della corrente può avvenire in un istante vicino al punto di attraversamento dello zero, ma non esattamente al punto di attraversamento dello zero della forma d'onda della corrente. Poiché il carico è di natura induttiva, questa interruzione improvvisa della corrente causa un alto di/dt, che risulta in una tensione transitoria elevata nel sistema.
Nei sistemi elettrici a bassa o media tensione, questa tensione transitoria durante l'operazione dell'interruttore potrebbe non influire molto sulle prestazioni del sistema, ma nei sistemi ad extra e ultra-alta tensione, questo è piuttosto efficace. Se la separazione dei contatti nell'interruttore non è sufficiente all'istante di interruzione della corrente, potrebbe verificarsi una ri-ionizzazione tra i contatti a causa della tensione transitoria, quindi l'arco potrebbe essere ristabilito.
Quando accendiamo un carico induttivo come un trasformatore o un reattore, e se l'interruttore chiude il circuito vicino all'attraversamento dello zero della tensione, ci sarà un componente DC elevato della corrente. Questo può saturare il nucleo del trasformatore o del reattore. Ciò porta a una corrente di inrush elevata nel trasformatore o nel reattore.
Quando accendiamo un interruttore per collegare un carico capacitivo al sistema, come una banca di condensatori, è desiderabile connettere il percorso di corrente all'attraversamento dello zero della forma d'onda della tensione del sistema.
Altrimenti, a causa del cambiamento improvviso di tensione durante la commutazione, si crea una corrente di inrush elevata nel sistema. Ciò può essere seguito anche da una sovratensione nel sistema.
La corrente di inrush, insieme allo stress dovuto alla sovratensione, mette sotto pressione meccanica ed elettrica la banca di condensatori e altre apparecchiature in linea.
In genere, in un interruttore, tutte e tre le fasi si aprono o si chiudono quasi nello stesso istante. Tuttavia, c'è uno scarto temporale di 6,6 ms tra gli attraversamenti dello zero di due fasi adiacenti di un sistema trifase.
Un dispositivo installato nel pannello di comando e relè per superare questo comportamento transitorio di tensione e corrente durante la commutazione. Questo dispositivo sincronizza la commutazione di ogni polo dell'interruttore in base all'attraversamento dello zero della fase corrispondente. Questo dispositivo è noto come dispositivo di sincronizzazione di fase, in breve PSD.
A volte viene anche chiamato dispositivo di commutazione controllata o CSD.
Questo dispositivo prende la forma d'onda della tensione dal trasformatore di tensione della barra o del carico, la forma d'onda della corrente dai trasformatori di corrente del carico, il segnale del contatto ausiliario e il segnale del contatto di riferimento dall'interruttore, il comando di chiusura e apertura dall'interruttore installato nel pannello di controllo. Sono necessari i segnali di tensione e corrente da ciascuna fase per identificare l'istante esatto dell'attraversamento dello zero della forma d'onda di ciascuna fase. I segnali dei contatti dell'interruttore sono necessari per calcolare il ritardo operativo dell'interruttore, in modo che il pulsante di apertura o chiusura possa essere inviato di conseguenza, per far coincidere l'interruzione e l'attraversamento dello zero, sia della corrente che della tensione, secondo le esigenze.
Questo dispositivo è dedicato all'operazione manuale dell'interruttore. Durante un trip di errore, il segnale di trip all'interruttore viene inviato direttamente dall'insieme del relè di protezione, bypassando il dispositivo. Il dispositivo di sincronizzazione di fase o PSD può anche essere associato a un interruttore di bypass che può bypassare il dispositivo dal sistema se necessario in qualsiasi situazione.
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