Управляемая (или синхронная) коммутация – это коммутация электрической сети в определенный момент времени, производимая с учетом состояния сети на момент операции, позволяющая произвести включение или отключение в наиболее благоприятных для оборудования условиях. Такая коммутация позволяет предотвращать появление опасных бросков тока и перенапряжений, увеличивать коммутационный ресурс оборудования.
На рисунке представлен принцип управляемого отключения. На синхронизирующее устройство в случайный момент времени t подается команда на отключение выключателя. Эта команда задерживается контроллером на некоторый промежуток времени T . Интервал времени T в соответствии с выражением T = T р + T представляет собой сумму времени реакции контроллера T р и преднамеренной задержки времени синхронизации T . Интервал времени T рассчитывается по выражению T = T − T − T относительно определенного момента переходного тока через ноль и зависит от собственного времени отключения выключателя T и времени расхождения контактов на определенное расстояние, достаточное для обеспечения необходимой электрической прочности промежутка t .
Рисунок – Принцип управляемого отключения
Точное управление временем t , которое соответствует моменту времени погасания электрической дуги, фактически определяет время горения дуги T . Собственное время отключения T является интервалом времени между подачей питания на катушку привода выключателя и началом расхождения контактов выключателя. T - интервал времени, необходимый для достижения положительного значения времени синхронизации.
Для осуществления операции управляемого включения синхронизирующее устройство отслеживает напряжение источника питания. Случайным образом подается команда на включение выключателя в момент времени t . На рисунке представлен принцип управляемого включения емкостной нагрузки. Контроллер задерживает команду на включение на некоторое время T , которое определяется суммой времени реакции контроллера T р и преднамеренной задержки времени синхронизации T .
Контроллер вводит задержку времени синхронизации T относительно соответствующего перехода напряжения источника через ноль, которая рассчитывается по выражению T = T − T − T с учетом времени включения выключателя T и времени предпробоев T . В момент времени t возникают предпробои. Интервал T определяется временем t и следующим за ним временем перехода напряжения источника через ноль.
Время включения T есть интервал времени с момента подачи питания на катушку включения выключателя до момента механического касания контактов. Время предпробоев при включении T является интервал времени между первым предпробоем и механическим касанием контактов. Время T является промежутком времени от подачи питания на катушку включения до начала предпробоев t .
Рисунок– Принцип управляемого включения
Для реализации управляемой коммутации в выключателях необходимо, чтобы коммутационные аппараты соответствовали специальным условиям, которые могут быть классифицированы следующим образом: по изоляционным характеристикам, механическим характеристикам, адаптивности системы управления и системам диагностики и мониторинга.