接觸器晶閘管 復(fù)合開(kāi)關(guān)

1、復(fù)合開(kāi)關(guān)選用晶閘管開(kāi)關(guān)和磁保持開(kāi)關(guān)并聯(lián)運(yùn)行,其在接通和斷開(kāi)的瞬間具有可控硅過(guò)零投切的優(yōu)點(diǎn),而在正常接通期間又具有磁保持開(kāi)關(guān)零功耗的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)合開(kāi)關(guān)具有無(wú)沖擊、低功耗、高壽命等顯著優(yōu)點(diǎn),可替代接觸器或晶閘管開(kāi)關(guān),廣泛用于低壓無(wú)功補(bǔ)償領(lǐng)域。編輯本段產(chǎn)品特點(diǎn)1過(guò)零投切:可控硅與磁保持繼電器并接,實(shí)現(xiàn)電壓過(guò)零導(dǎo)通和電流過(guò)零切斷,無(wú)涌流、無(wú)電弧;2電壓缺相保護(hù):系統(tǒng)電壓缺相供電時(shí),開(kāi)關(guān)拒絕閉合;若出現(xiàn)缺相則自動(dòng)退投;3電源缺相保護(hù):工作電源缺相供電時(shí),開(kāi)關(guān)拒絕閉合;若出現(xiàn)缺相則自動(dòng)退投;4欠壓保護(hù):電壓額定電壓(220V的20%時(shí)開(kāi)關(guān)拒絕閉合;5自診斷故障保護(hù):元件出現(xiàn)故障,則拒絕閉合或自動(dòng)退投斷開(kāi);6空

2、載保護(hù):未接負(fù)載時(shí)開(kāi)關(guān)拒絕閉合;7停電保護(hù):接通后遇突然停電時(shí),自動(dòng)跳閘斷開(kāi)。8無(wú)諧波注入:過(guò)零觸發(fā)不會(huì)產(chǎn)生諧波。9功耗小:只在投切動(dòng)作瞬間耗電,平時(shí)不耗電10光電隔離技術(shù):抗干擾能力強(qiáng),工作安全可靠。11智能控制技術(shù),在涌流和安全可靠性方面具備極高的性能優(yōu)勢(shì)。缺點(diǎn):因開(kāi)關(guān)中所使用的可控硅元件對(duì)電壓變化率非常敏感,對(duì)過(guò)電流的承受能力不強(qiáng),存在擊穿隱患,安全穩(wěn)定性較弱,尤其是在諧波稍大的情況下極易損壞。編輯本段技術(shù)參數(shù)1. 工作環(huán)境條件環(huán)境溫度:-20+45;相對(duì)濕度:40時(shí),20%90%;2. 額定電壓、工作電源及額定電流額定工作電壓:380V(共補(bǔ)/220V (分補(bǔ)三相四線交流50HZ;允許

3、偏差:三相電壓同步變化不大于±20%;波形為正弦波,失真度小于5%;額定頻率:50HZ±5%;額定電流:24/30/38/45/60A。3. 主要技術(shù)指標(biāo):使用壽命:50萬(wàn)次相數(shù):三相(型接法;單向(Y型接法控制容量:三相共補(bǔ)電容器組容量:16/20/25/30/40Kvar分相補(bǔ)償三相電容器組總?cè)萘?16/20/25/30/40Kvar功耗:2W接點(diǎn)耐壓:2000V響應(yīng)時(shí)間:60ms連續(xù)兩次接通間隔:10秒編輯本段復(fù)合開(kāi)關(guān)發(fā)展歷史及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)復(fù)合開(kāi)關(guān)等低壓電容器投切開(kāi)關(guān)由簡(jiǎn)單粗獷到理性精細(xì)經(jīng)歷了4個(gè)發(fā)展階段:(一交流接觸器:最先應(yīng)用于低壓電容器投切的開(kāi)關(guān)是交流接觸器,這

4、是一種傳統(tǒng)的電容器投切方式,由于三相交流電的相位互成120°,對(duì)交流接觸器投切控制,理論上不存在最佳操作相位點(diǎn)(即投切瞬時(shí)不可選擇性,使得它投入或切除電網(wǎng)時(shí),要產(chǎn)生一個(gè)暫態(tài)的過(guò)渡過(guò)程,又因電容器是電壓不能瞬變的器件,并聯(lián)電容器由交流接觸器投切電網(wǎng)時(shí),由于其相位點(diǎn)是隨機(jī)的,所以會(huì)產(chǎn)生幅值很大、頻率很高的浪涌電流(涌流最大時(shí)可能超過(guò)100倍電容器額定電流。涌流不僅會(huì)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生不利的干擾,對(duì)交流接觸器易產(chǎn)生電弧、易燒損觸頭,而且涌流、過(guò)電壓會(huì)加速電容器的失效,減少電容器的使用壽命,甚至爆炸,所以采用交流接觸器的投切方式諧波污染大、維護(hù)成本高、不適于頻繁操作。為了改善這些缺陷,出現(xiàn)了所謂投切

5、電容器專用接觸器,就是在接觸器的主觸頭處并以帶電阻的輔助觸頭,在合閘時(shí)先合上輔助觸頭,然后再合上主觸頭,以此減低浪涌電流;而分閘時(shí)時(shí)序恰好相反,先分主觸頭,而后再分輔助觸頭,以此減輕電弧對(duì)觸頭的燒損。但這一措施僅僅是一種改良而已,并未在根本上解決問(wèn)題,涌流、過(guò)電壓和諧波污染仍然存在,對(duì)電容器和裝置的壽命仍有很大的影響,所以其在低壓電容器投切領(lǐng)域的應(yīng)用將越來(lái)越少。但由于其投資低、控制簡(jiǎn)單,所以至今在不少技術(shù)要求低的地方仍在應(yīng)用,但可以預(yù)見(jiàn),隨著電容器投切開(kāi)關(guān)的發(fā)展,將逐步被淘汰。(二晶閘管開(kāi)關(guān):隨著電力電子器件應(yīng)用的發(fā)展和普及,后來(lái)人們研發(fā)出由可控硅為核心的晶閘管開(kāi)關(guān)(固態(tài)繼電器。其原理為通過(guò)電

6、壓、電流過(guò)零檢測(cè)控制,保證在電壓零區(qū)附近投入電容器組,從而避免了合閘涌流的產(chǎn)生,而切斷又在電流過(guò)零時(shí)完成,避免了暫態(tài)過(guò)電壓的出現(xiàn),這就從功能上符合了電容器的過(guò)零投切的要求,另外由于可控硅的觸發(fā)次數(shù)沒(méi)有限制,可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)補(bǔ)償(響應(yīng)時(shí)間在毫秒級(jí),因此適用于電容器的頻繁投切,非常適用于頻繁變化的負(fù)荷情況,相對(duì)于交流接觸器有了質(zhì)的飛躍。然而固態(tài)繼電器在應(yīng)用上有致命的弱點(diǎn):就是在通電運(yùn)行時(shí)可控硅導(dǎo)通電壓降約為1V左右,損耗很大(以額定容量100Kvar的補(bǔ)償裝置為例,每相額定電流約為145A,則可控硅額定導(dǎo)通損耗為145×1×3=435W,由于有大的功耗所以需要散熱以避免PN 結(jié)的

7、熱擊穿,為了降溫就需要使用面積很大的散熱器,甚至需要風(fēng)扇進(jìn)行強(qiáng)迫通風(fēng),另外可控硅對(duì)電壓變化率(dv/dt非常敏感,遇到操作過(guò)電壓及雷擊等電壓突變的情況很容易誤導(dǎo)通而被涌流損壞,即使安裝避雷器也無(wú)濟(jì)于事,因?yàn)楸芾灼髦荒芟拗齐妷旱姆逯?并不能降低電壓變化率?？煽毓栝_(kāi)關(guān)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、損耗大、成本高、可靠性差,優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)過(guò)零投切、動(dòng)作迅速、反應(yīng)快,多用于動(dòng)態(tài)補(bǔ)償?shù)膱?chǎng)合,而不適用于常規(guī)低壓電容器投切的無(wú)功補(bǔ)償裝置中。(三復(fù)合開(kāi)關(guān):當(dāng)仔細(xì)分析研究了交流接觸器和可控硅開(kāi)關(guān)的各自優(yōu)缺點(diǎn)之后發(fā)現(xiàn),如果把二者巧妙地結(jié)合來(lái),優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),發(fā)揮接觸器運(yùn)行功耗小和可控硅開(kāi)關(guān)過(guò)零投切的優(yōu)點(diǎn),便是一個(gè)較為理想的投

8、切元件,這就是開(kāi)發(fā)復(fù)合開(kāi)關(guān)的基本思路,這種投切開(kāi)關(guān)同時(shí)具備了交流接觸器和電力電子投切開(kāi)關(guān)二者的優(yōu)點(diǎn),不但抑制了涌流、避免了拉弧而且功耗較低,不再需要配備笨重的散熱器和冷卻風(fēng)扇。要把二者結(jié)合起來(lái)的關(guān)鍵是相互之間的時(shí)序配合必須默契,可控硅開(kāi)關(guān)負(fù)責(zé)控制電容器的投入和切除,交流接觸器負(fù)責(zé)保持電容器投入后的接通,當(dāng)接觸器投入后可控硅開(kāi)關(guān)就立即退出運(yùn)行,這樣就避免了可控硅元件的發(fā)熱。這種看似很理想的復(fù)合開(kāi)關(guān)自從2002 年開(kāi)始,由原來(lái)全國(guó)僅數(shù)家企業(yè)研發(fā)生產(chǎn),至今已擴(kuò)展到數(shù)十家企業(yè),雖外型結(jié)構(gòu)或電路有所不同,但內(nèi)在原理基本相同:用小形三端封裝的可控硅作為電容器的投入和切除單元,用大功率永磁式磁保持繼電器代替

9、交流接觸器負(fù)責(zé)保持電容器投入后的接通,其過(guò)零檢測(cè)元件是一粒電壓過(guò)零型光耦雙向可控硅。從原理上看是理想的投切元件,但實(shí)際上并非如此,它存在下面一些缺陷:(1小形三端(TOP封裝可控硅由于結(jié)構(gòu)性的原因,目前這類型式的可控硅其短時(shí)通流容量不能做得很低(低于60A ,反向耐壓一般也只能達(dá)到1600V 左右,這就限制了它的應(yīng)用范圍。由仿真和計(jì)算證明在38OV 的系統(tǒng)電壓下,電容器理想開(kāi)斷時(shí)的穩(wěn)態(tài)過(guò)電壓就可能達(dá)到1600V ,當(dāng)系統(tǒng)電壓高于380V (這是常有的情況或非理想開(kāi)斷時(shí)的暫態(tài)過(guò)電壓就可能遠(yuǎn)大于可控硅的反向耐壓位1600V,眾所周知可控硅是一種對(duì)熱和電沖擊很敏感的半導(dǎo)體元件,一旦出現(xiàn)沖擊電流或電壓

10、超過(guò)其容許值時(shí),就會(huì)立即使其永久性的損壞。實(shí)際運(yùn)行情況已經(jīng)表明了復(fù)合開(kāi)關(guān)的故障率相當(dāng)高。(2由于采用了可控硅等電子元器件其結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本上升,與交流接觸器在價(jià)格上難以相比。(3復(fù)合開(kāi)關(guān)的過(guò)零是由電壓過(guò)零型光耦檢測(cè)控制的,從微觀上看它并不是真正意義上的過(guò)零投切,而是在觸發(fā)電壓低于16V40V 時(shí)(相當(dāng)于25電度導(dǎo)通,因而仍有一點(diǎn)涌流。(4復(fù)合開(kāi)關(guān)技術(shù)既使用可控硅又使用繼電器,于是結(jié)構(gòu)就變得相當(dāng)復(fù)雜,并且由于可控硅對(duì)dv/dt的敏感性也比較容易損壞。由上述分析比較可見(jiàn),各種電容器投切開(kāi)關(guān)并非十分完美,有必要進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)出一種更為理想的電容器過(guò)零投切開(kāi)關(guān)。(四選相開(kāi)關(guān)(又稱同步開(kāi)關(guān):是近年來(lái)最新發(fā)展

11、起來(lái)的高性能投切開(kāi)關(guān),不僅可擔(dān)當(dāng)無(wú)功補(bǔ)償裝置中的電容器投切開(kāi)關(guān)(如技術(shù)比較成熟的LXK系列智能選相開(kāi)關(guān),還可擔(dān)當(dāng)任何需要同步操作負(fù)荷設(shè)備的投切開(kāi)關(guān)(如高壓同步開(kāi)關(guān),或高壓選相開(kāi)關(guān),是傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)與現(xiàn)代微電子技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物。它吸收了交流接觸器控制結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,復(fù)合開(kāi)關(guān)零電壓投入、零電流切除等優(yōu)點(diǎn),成功地將投入、切除時(shí)瞬間涌流控制在3倍額定運(yùn)行電流以內(nèi),徹底解決了在電容器投切過(guò)程中出現(xiàn)的高電壓諧波和大涌流等問(wèn)題;選相開(kāi)關(guān)以單片機(jī)為核心,輔以高精度的采樣回路和合理的程序設(shè)計(jì)來(lái)替換復(fù)合開(kāi)關(guān)中最易損壞的可控硅元件,不僅避免了可控硅組件所容易出現(xiàn)的故障,還將選相精度從原來(lái)復(fù)合開(kāi)關(guān)的25電度角提高到13電度角,真正意義的做到了無(wú)涌流,實(shí)現(xiàn)了理想的過(guò)零投切;為了更進(jìn)一步抑制電容器投切開(kāi)關(guān)開(kāi)斷時(shí)的暫態(tài)過(guò)電壓,選相開(kāi)關(guān)增設(shè)了有效的放電回路,將過(guò)電壓限定在安全區(qū)內(nèi),使其能安全可靠的適用于頻繁投切;由于選相開(kāi)關(guān)應(yīng)用了單片機(jī)技術(shù),不僅能通過(guò)RS485通訊控制方式對(duì)多至64路電容器進(jìn)行控制,還具備通訊功能,可將基層單位的電測(cè)量信息實(shí)時(shí)發(fā)送到上級(jí)電網(wǎng),為發(fā)展智能化電網(wǎng)作好準(zhǔn)備;選相開(kāi)關(guān)可以實(shí)現(xiàn)共補(bǔ)和分補(bǔ),以適應(yīng)用戶的不同需求;由于選相開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)功耗僅有1-3W,最大限度的做到了節(jié)約能源;選相開(kāi)