TAXK系列智能选相开关(简称选相开关)是新一代电子产品,有共补和分补两种,共补开关用于投切三相电容,采用△接法;分补开关用于投切单相电容,采用Y形接法。新一代选相开关的最大优点是利用单片机替代了普通复合开关中的可控硅,应用的是选相同步投切技术,是软件与硬件的结合。工作时根据三相交流电的相序特征,在数个交流周期内按各相的相位,利用单片机程序分相对被控电容器进行投切操作,从而实现并联电容器的无涌流和无过电压的投切过程。选相开关具有无冲击、低功耗、高寿命、低故障率等显著优点,可替代接触器、晶闸管开关、普通复合开关等,广泛用于低压无功补偿领域。
二、工作条件
l 工作温度:-25~55℃
l 储存运输温度-40~85℃
l 相对湿度:5%~95%,无凝露大气压力80KPa~110Kpa
l 海拔高度:<2000m,地震强度<8级
l 安装场所:除火灾、爆炸、水淹、强化学腐蚀等场所外的地方
三、性能特点
n 电压过零投入,电流过零切除,无涌流,不产生过电压;
n 开关接通后低功耗;
n 不产生谐波,无需外接串联电抗器;
n 输入信号与开关光电隔离,高EMC保护措施,抗干扰能力强;
n 可直接与本公司动态补偿型控制器配合使用;
n 内置控制电源,无需外配电源;
n 具有开关运行状态分闸和合闸、缺相、延时及电源指示灯;
n 具有增强的综合保护功能,包括系统输入电压缺相保护、电源电压缺相保护、欠压保护、停电保护、自诊断故障保护等。
四、主要技术参数
l 额定电压:AC380V±20%,使用寿命30万次;
l 开关耐压:≥2000V,开关功耗≤2W;
l 开关压降:≤0.05V,通断间隔≥30秒;
l 绝缘强度:2.5KV/1min,允许谐波≤10%;
l 控制电路:AC220V/DC12V;
五、与其他投切开关的性能比较
交流接触器(第一代投切开关)
n 对合闸瞬间无可控性,所以不能控制合闸涌流,往往会产生比额定电流很高倍数的合闸电流,不仅容易在接触器触点处产生火花烧损触头,同时高倍数的电流冲击对电容器是极大的伤害,影响其使用寿命。
n 接触器在分闸时同样对分闸瞬间无可控性,它不能在电流自然过零处切断电流因此分闸时同样伴有电弧,易使接触器点粘住,拉不开或在电流不为零处强行截流,造成暂态过电压,这同样会对电容器造成损害,后来虽有投切电容器接触器如CJ19等,在投入回路中串入小电感抑制涌流,但并未在根本上解决合闸涌流和分闸过电压问题。
n 接触器触点为三相联动,所以它只能用于三相无功共补的系统,对三相负载不平衡,如城网系统需要三相分补时交流接触器是无法实现的。
固态继电器(第二代投切开关)
n 固态继电器每个周波需要触发两次,本身是谐波源,对系统有“污染”。
n 制作成本高,容量越大,其与交流接触器的价格相差越大,甚至可达6~10倍,例如对控制容量为30kvar开关而言,固态继电器价格在800~1000元,而交流接触器约为100元左右。
运行时固态继电器有很大功耗,主要是固态继电器有运行压降,通常为1.5V左右,同样以30kvar容量计算,这时电流约为45A,所以三相固态继电器功耗为P=3×45×1.5≈200W,这一功耗在无功补偿的同时又在消耗有功功率,以消耗有功功率为代价,而且为了避免固态继电器元件运行温度过高,必须装设面积足够大的散热器,有时还外设风扇,进行强迫风冷,因而使成本增加,体积也增加。
复合开关(第三代投切开关)
n 所谓复合开关实际是可控硅与机械开关的并联组合。在投入电容器的过程中,首先使用可控硅过零触发来实现电容器的无涌流投入,然后接通机械开关来保持电容器的连续运行,这样就避免了投入电容器时的涌流,又避免了可控硅连续运行时的功率损耗。在切除电容器的过程中,首先发出触发信号使可控硅导通,然后断开机械开关, 最后撤销触发信号使可控硅电流过零关断,这样就避免了机械开关断开时的电弧,提高了机械开关的寿命。
n 复合开关中的可控硅只在接通与断开电容器的瞬间使用,功率损耗很小,甚至都无须散热片。但是可控硅对电压变化率(dv/dt)很敏感,对过电流的承受能力不强,因此可控硅部分是复合开关的薄弱环节。
n 智能选相开关(最新投切开关)
n 选相开关技术是近年来最新发展的技术,就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。对于控制电容器的选相开关,就是要在开关接点两端电压为零的时刻闭合,从而实现电容器的无涌流投入,在电流为零的时刻断开,从而实现开关接点的无电弧分断。