Interruptor / controlador de punto en onda

Point on Wave Switch (PoW), a menudo llamado Point on Wave Controller, es un rel茅 basado en un microprocesador de alta velocidad que se utiliza para la conmutaci贸n controlada del disyuntor del sistema HVAC. La conmutaci贸n controlada se refiere a abrir o cerrar un interruptor en un punto predeterminado en la forma de onda de voltaje. Este controlador se utiliza para la conmutaci贸n de reactores de derivaci贸n, l铆neas de transmisi贸n, transformadores de potencia y bancos de condensadores.

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驴Por qu茅 se requiere la conmutaci贸n controlada?

La conmutaci贸n aleatoria del equipo puede provocar transitorios de sobretensi贸n de alta frecuencia y corrientes de irrupci贸n. Esto, a su vez, puede estresar el equipo y provocar un envejecimiento r谩pido. Se sugiere leer Transformador de corriente de irrupci贸n para una mejor comprensi贸n del fen贸meno de irrupci贸n.

驴C贸mo se logra la conmutaci贸n controlada por punto en el interruptor de onda / controlador PoW?

Point on Wave Switch b谩sicamente sincroniza el orden de entrada aleatorio de cierre/apertura para que los polos individuales del interruptor se cierren/abran en un punto predeterminado en la forma de onda de voltaje de referencia. La siguiente figura muestra el diagrama simplificado del funcionamiento del controlador PoW.

Diagrama de interruptor de punto en onda

La figura anterior muestra el uso del controlador PoW para conmutar Shunt Reactor. Se puede ver f谩cilmente que un controlador Point on Wave toma las siguientes entradas:

Suministro de PT del lado de la fuente 鈥 S贸lo se toma como referencia una fase, es decir, RN del suministro del PT del lado de la fuente. Este suministro de PT act煤a como referencia para el voltaje del sistema y el controlador PoW decide el punto objetivo en este voltaje del sistema. En el caso de la conmutaci贸n del reactor Shunt para minimizar la corriente de irrupci贸n, es deseable cerrar el interruptor en el pico de tensi贸n. Dado que la carga es de naturaleza reactiva, por lo tanto, cerrar el interruptor en el pico de voltaje har谩 que el reactor de derivaci贸n tome corriente cero (la corriente a trav茅s de un inductor se retrasa 90 掳) y, por lo tanto, se minimizar谩n los transitorios en la corriente.

Par谩metro CB 鈥 Para que el controlador PoW decida el punto de encendido de la forma de onda de voltaje del sistema, es necesario que conozca el tiempo de apertura y cierre del interruptor. Por lo tanto, se alimenta el par谩metro de cierre y disparo del interruptor. La sincronizaci贸n del interruptor se obtiene a trav茅s de la prueba de sincronizaci贸n que se lleva a cabo junto con la prueba DCRM.

Entrada de TC 鈥 La entrada de CT al controlador PoW sirve para el an谩lisis de la corriente de carga al cerrar/abrir el interruptor. Tambi茅n se utiliza para la estimaci贸n del tiempo de apertura/cierre del interruptor. Cabe se帽alar en este punto que el cierre del interruptor es el instante en que se produce el prearco. El prearco tiene lugar antes del cierre real de los contactos mec谩nicos. Normalmente, el tiempo de prearco es de 2 ms. De manera similar para la operaci贸n de apertura, el tiempo de apertura del interruptor es el instante entre la apertura de los contactos mec谩nicos y la extinci贸n del arco. Por lo tanto, se debe considerar el tiempo de arco para la determinaci贸n del punto objetivo. Normalmente, el tiempo de arco es de 6 ms.

Principio de funcionamiento del interruptor de punto en onda

Cuando se da un comando aleatorio de cierre/apertura al interruptor a trav茅s del interruptor de control, PoW recibe el comando y lo procesa antes de emitir el comando de cierre/apertura al interruptor. Introduce un retraso de tiempo entre la emisi贸n del comando aleatorio desde el interruptor de control hasta la emisi贸n del comando por PoW Switch como se muestra en la figura a continuaci贸n. En este per铆odo de tiempo, el controlador realiza los c谩lculos necesarios para que el interruptor pueda cerrarse en un punto definido en la forma de onda del voltaje de referencia. Para este c谩lculo, se considera el tiempo de operaci贸n del interruptor y luego PoW emite un comando en un tiempo tal que el interruptor puede cerrarse en el punto objetivo. En la figura a continuaci贸n, el punto objetivo est谩 en voltaje cero.

Punto-en-Wave-Switch-trabajo

Consideremos un ejemplo para una mejor comprensi贸n. Supongamos que el tiempo de cierre del interruptor es de 104,78 ms y se utiliza para conmutar el reactor de derivaci贸n. Por lo tanto, nuestro punto objetivo ser谩 el pico de voltaje. Point on Wave Switch tiene su propio retraso de tiempo y ajusta su retraso de tal manera que la suma del retraso de PoW y el tiempo de cierre del interruptor corresponde al pico de voltaje. Suponga que el retardo del controlador es de 37,80 ms, por lo que el punto objetivo esperado ser谩 (Tiempo de cierre del interruptor + Retardo del controlador = 104,78+37,80) 142,58 ms. Pero el cierre real del interruptor significa el instante de tiempo en el que la corriente comienza a fluir a trav茅s del circuito. Por lo tanto, se debe tener en cuenta el tiempo de prearco. Suponiendo que el tiempo de prearco sea de 2 ms, el punto objetivo ser谩 de 140,58 ms. La siguiente figura muestra el gr谩fico del instante de conmutaci贸n para Shunt Reactor.

Rendimiento de Point-on-Wave-Switch

Del gr谩fico anterior se deben tener en cuenta los siguientes puntos:

  • El punto objetivo para el reactor de derivaci贸n est谩 en el pico de voltaje para limitar la corriente de entrada.
  • El interruptor PoW determina el punto objetivo para las fases Y y B asumiendo un voltaje trif谩sico balanceado ya que solo se le da una entrada de voltaje de fase. Por lo tanto, si se supone que el voltaje de la fase R es la referencia, entonces

VY = VmSen(蠅t-120掳)

VB = VmSen(蠅t+120掳)

  • Como el pico de voltaje, ya sea positivo o negativo para la fase Y, se produce primero, por lo tanto, primero se emitir谩 el comando de cierre al polo Y del interruptor. A partir de entonces, R y, por 煤ltimo, el polo B se cerrar谩n. Por lo tanto, la diferencia en el punto objetivo para dos fases consecutivas ser谩 (30掳 = 10 ms / 6) 1,67 ms, como se desprende del gr谩fico anterior.
  • Observe atentamente la curva de corriente y vea qu茅 tan suave se est谩 produciendo la transici贸n de corriente. A partir del gr谩fico anterior, se puede dar cuenta de c贸mo se limita la corriente de entrada.

Naturaleza adaptativa del punto en el interruptor de onda

Como sabemos, el tiempo de apertura y cierre del interruptor cambia con el tiempo y el envejecimiento. Adem谩s, tambi茅n se ve afectado por las condiciones ambientales. Por lo tanto, es necesario compensarlos. La compensaci贸n por la condici贸n ambiental se contabiliza al proporcionar la entrada de temperatura ambiente al interruptor Point on Wave.

Para contabilizar el cambio en el tiempo de operaci贸n del interruptor debido al envejecimiento, PoW se adapta. Medios adaptables, puede adaptar su tiempo seg煤n los datos de conmutaci贸n anteriores para que se pueda lograr el punto objetivo requerido.

Funci贸n de derivaci贸n de interruptor de punto en onda

El fabricante generalmente proporciona una disposici贸n para eludir el interruptor PoW. El controlador se omite autom谩ticamente en caso de falla interna en 茅l. Para la derivaci贸n manual, se proporcionan dos interruptores manuales de CIERRE y DISPARO con posiciones de ENTRADA y SALIDA para derivar la operaci贸n de cierre y disparo del interruptor manualmente cuando sea necesario.

Cabe se帽alar que, en caso de interruptor de protecci贸n, siempre se dispara en modo de derivaci贸n PoW. Esto se hace para evitar cualquier introducci贸n intencional de tiempo de retardo para despejar la falla.

Esta publicaci贸n solo da la idea b谩sica de Point on Wave Switch / Controller. Hice mi mejor esfuerzo para describir la idea b谩sica detr谩s de esto. Su valor agregado y su sugerencia son bienvenidos. 隆Gracias!

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