郑州复合开关SHSTSC-30/3

产品概述LBFK型复合型无涌流投切开关(以下简称复合开关)，主要用于交流50HZ-60HZ额定电压为220V或380V的低电压电力无功补偿系统中接通和分断电力电容器。其主要特点是投入切除电容器无涌流，运行低功率无噪音，稳定，可靠。功能特点过零投切：复合开关的基本工作原理是将可控硅开关与大电流磁保持继电器并接，实现电压过零导通和电流过零断开，使复合开关在接通和断开的具有可控硅开关无涌流的优点，投切涌流控制在1.5倍以内，而在正常接通期间又具有物理开关无。功耗的优点。其实现方法是：投入时电压过零控制可控硅先导通，稳定后再将磁保持继电器吸合导通，而切除时是先将磁保持继电器断开，可控硅延时过零断开，从而实现电流过零切除。
采用单片机控制投切并智能可控硅，磁保持继电器以及输入电源和负载的运行状况。从而具备完善的保护功能：电压故障缺相保护：系统电压缺相供电时，开关拒绝闭合，电源电压缺相保护：工作电源缺相供电时，开关拒绝闭合，自诊断故障保护：系统自动可控硅，磁保持继电器的运行状态，若其出现故障，则拒绝闭。合或自动退投断开，停电保护：接通后遇突然停电时，自动跳闸断开。无谐波注入：由于导通是由可控硅过零触发，延时后由磁保持继电器吸合导通，而继电器工作时不会产生谐波。功耗小：由于采用了磁保持继电器，控制装置只有在投切动作耗电，时不耗电，由于磁保持继电器的接触电阻小，因而不发热，这样就不用外加散热片或风扇，降低了成本。避免可控硅的烧毁现象。
同时也对同机运行的其他电器不造成危害，真正达到了节能降耗的目的。输入信号与复合开关光电，抗干扰能力强，工作安全可靠。控制电容容量(Kvar)规格、型号额定电压控制方式LBFK-32A/A400VLBFK-45A/4400VLBFK-63A/A400VLBFK-80A/A400VLBFK-100A/4400VLBFK-32A/Y250VLBFK-45A/Y250VLBFK-63A/Y250VLBFK-80A/Y250VLBFK-100A/Y250V、技术参数50250250≤15≤20≤30s40≤50三相共补三相共补三相共补三相共补三相共补单相分补单相分补单相分补单相分补单相分补≤15(单相电容≤≤20(单相电容≤≤30(单相电容s≤40(单相电容≤≤50(单相电容≤※额定工作电压380V。
220V/AC±20%；电压畸变率≤5%；工作电源220V；额定频率50HZ±5；使用寿命10万次；大额定电流100A※控制容量(三相≤50KVar：4形接法)(单项≤16.7KVar：Y形接法)；接触压降≤100mV※电路功耗≤1.5VA；响应时间≤1000ms；接点耐压≥1600V※外形尺寸158mm×102mmx85mm；导通阻抗≤0.003Q※每次接通与关断间隔≥1秒；固定尺寸77mmx138mm※连续两次接通间隔≥60秒；0M(注：当开关接通电源或断开后再导通须延时60秒(内定)启动电压直流8-18V，输入电≥5.1KQ；绝缘等级：在正常大气条件下≥1GFK系列复合开关是针对可控硅、无触点式固态继电器和交流接触器在低压无功补偿应用上存在的不足而研发的。
它把交流接触器和可控硅的断，保持接通状态用触头承担，触头不烧结。运行中无降压，微耗能，无谐波。具有抗干扰、防雷击和电源缺相、空载跳闸的保护功能适切换，不需加装散热器。本产品已通过质检总局《强制性产品自愿认证》。技术参数额定工作电压：380VAC或220V50Hz；额定工作电流：40A、60A；额定控制电压：12VDC；响应时间：<20mS；复合开关正放(面膜对人，字体正立)，上端接入三相电，下端输出并接入相应电容器。左侧端为控制信号输入端，从上至别接：]使用优点结合在一起，可控硅在零电压时合闸，零电流时分闸实现无弧通适用于无功补偿时切换电容器，也可以用于电动机起动控制和电阻性负载的零线，+12VDC。
体积小，容量大，分补电容为三相不平衡时候，可以单对其中一相。偿，一般和三相共补电容结合使用，其占混合补偿的30%左右(具体根据负荷情况决定)。主要用于低压无功补偿电容器(组)的通断控制，适用于交流50Hz。无导电性或性尘埃20C时≤90%环境条件:无有害气体和蒸汽环境空气温度:-25C~+50"C命相对湿度:40°C时≤50%额定电压400V(250V)的配电系统中的各种低压无功功率动态补偿装置。无剧烈的机械振动。相共补电容为三相同时补偿。
过零投切，无涌流。采用单片机控制投切并智能芯片可控硅，及输入电源和负载的运行状况，从而具备完善的保护功能由于导通瞬间是由可控硅过零触发，延时后由磁保持继电器吸合，导通，而可控硅导通就不会产生涌流由于采用了磁保持继电器，控制装置只在投切动作瞬间耗电，平时不耗电，且由于磁保持继电器的接触电阻小。
引而不发热，这样就不用外加散热片或风扇，降低了成本。输入信号与控制信号光电隔离，抗干抗能力强。主要产品型号规格及数据表补偿方式型号规格控制容量(kvar)「控制电流「控制数外型尺すmm安装尺寸mmHHFK-△380-55。
160×96x90142×80HHFK-△380-8040160×96×90142×80分相补偿HHFK-3Y220-55≤10相×355A+B+C160×96×90142×80HHFK-3Y220-80。
≤13/相x3A+B+C160×96142×80带断路器补偿方式型号规格控制容量(kva控制电流控制数外型尺寸mm安装尺寸mmHFK-△380-55D≤30218×B5×7502.5×72.5三相共补。
HHFK-△380-80D≤40218x8575202.5×72.5HHFK-3Y220-550≤10相x3A+B+C218×85×752025×72.5分相补偿HHFK-3Y220-80D≤13相x3。A+B+C2025×725。

本文针对国内现有低压无功补偿装置的运行现状，结合无功补偿装置的实用性，经济性和可靠性，对现有补偿装置的分组投切开关进行研究改进，提出将机械式投切开关(MSC)与无触点电子开关（TSC）相结合组成复合开关，共同控制电容器组的投切，实现对低压电网的环保、、安全可靠的智能无功补偿控制。电网功率因数偏低已成为当今供电领域迫切需要解决的重要课题之一。无功补偿是维持电网电压稳定，维护电力系统安全运行的重要手段。目前，国内集中无功补偿装置研究多以高压系统为主，而针对低压分组投切的装置，国内目前仍多以交流接触器(MechanicalSwitchingCapacitors-MSC)作为电容器投切开关为主，也有一些场合选择双向可控硅（ThyristorSwitchCapacitorTSC）来控制。
结合目前我国低压电网运行的现状，针对无功补偿装置实际运行中存在的投切涌流大、投切效率低、控制方式落后等问题，笔者提出将机械式投切开关与无触点电子开关相结合(即MSC+TSC)组成复合开关，应用于无功补偿装置，共同控制电容器组的投切。1.TSC+MSC复合开关的工作原理(a)TSC+MSC结构(b)TSC+MSC接线形式该装置结构由晶闸管主电路与交流接触器主接点并联形成，工作时动作次序为：1)投入时：选择电压过零时刻触发晶闸管，将电容器接入电网并保持，继而吸合交流接触器并保持，待电路稳定，再断开晶闸管。2)切除时：先触发晶闸管导通，然后断开交流接触器，后切除晶闸管的触发信号，在电流过零时使晶闸管自然关断。
3)缺相指示：运行前电压或电流缺相，吸合LED闪烁告警频率，0.5秒/次，运行中电压或电流缺相，吸合LED闪烁告警，频率1秒/次。2.TSC+MSC复合开关的控制特点将电容器投切和运行的不同特性，分为暂态和稳态两个过程，分别采用不同特性的器件进行控制。2.1暂态开关—可控硅利用晶闸管的易控和无触点特性，使反向并联晶闸管工作在电容器投切的暂态过程中，起到涌流、过压和拉弧现象，并能实现快速投切。结合整个无功补偿装置来讲，控制器根据系统电压和无功情况做出投切决策，并将投切指令传达给晶闸管触发电路，由触发信号来控制晶闸管的开通和关断。2.2稳态开关—交流接触器利用交流接触器在可靠闭合时，其主触点接触电阻小、导通容量大、压降小、功耗小、工作安全可靠等特性。
使其工作在电容器投入后和切除前的稳态过程中，起到电容器向电网提供无功能量的主通道作用。3.TSC+MSC复合开关的元件选型由于补偿装置的投切开关要用到可控硅和交流接触器两种元件，因此要结合各自的功能特点和选型标准，分别进行选择。3.1可控硅选型目前，市面上可供选择的晶闸管开关种类繁多，应用比较广泛的大致有双向可控硅反并联模块结构和双向可控硅分立元件结构和两种形式。本装置中选用反并联模块做双向可控硅投切电容器的半导体开关。该元件具有以下一系列特点：(1)国际标准封装，芯片与底板电气绝缘。(2)全压接结构或氮气保护焊接结构，优良的温度特性和功率循环能力。(3)安装简单，重量轻。3.2接触器选型可选择通用型交流接触器或切换电容器交流接触器来实现稳态控制。
二者的区别在于，电容器投切在主触点上加装了一套限流阻抗，很大程度上了接通时出现的涌流。接触器生产厂家有很多，如西门子、施耐德、正泰等。以ABB公司提供的UA系列带有串限流电阻结构的投切电容器接触器为例，其功能特点有：(1)限流主触头和接触器主触头在正常运行中是分开的，它们各行其事。(2)触点多，32A以下为三对，40A以上为4对，可以任意组合常开常闭。(3)设计切换电容器所控制的容量，安全系数大，并有一定的余量，安全可靠。(4)限流电阻组对称，线状，绝缘，耐热。(5)产品技术经济指标高，具有高的分断能力和限流能力。适用于通断进行功率补偿的单级或多级电容器组。4.TSC+MSC复合开关的功能特点1)暂态开关与稳态开关相互立。
系统的抗干扰性能提高。2)立的控制单元具有通用性，可根据补偿电容器的实际容量，与不同容量的交流接触器配套使用。3)整个补偿装置器件损坏时互换性好、配置灵活，运行可靠。本文中所研究的TSC+MSC型复合开关，克服了该应用领域中两代传统产品(MSC和TSC)各自原理性和先天性的缺点，集成了两者各自的优点，即：开关在接通和断开的具有可控硅过零投切的优点，由晶闸管控制电容器投切时刻，实现电容器的无涌流投入；而在正常接通期间又具**械开关无功耗的优点，由接触器来保持电容器的连续运行。满足了电力系统无功补偿电容器在“投入—运行—切除”全过程对开关产品的功能需要，

命分相补偿功能分相补偿型产品，各相电容可以分别投切，适用于三相负荷不平衡的场合，提高了无功补偿的度。配电电压，电抗器温度，电容医温度测量。◆保护功能回路电流速切，过流保护，电容器过压，欠压保护，电容器过温，断相，三相不平衡保护，当电容器温度**过设定值，电容器整机退运保护，提高使用寿命，确保系统安全。
运行技木参数:满足的技术标准《DLT842-2003低压并联电容器装置使用条件》《B/7117-1993低压并联电容器装置》《GB/T15576-2008低压无功功率静态补偿装置总技术条件》环境条件运输存储温度:-25C~55C限工作温度:(电容温度限)相对湿度:20%~90%海。
拔高度:≤2000m其他条件:安装地点无腐蚀金属和破坏绝缘的气体及导电介质存在，不得含有危险的介质，无较强的振动和冲击，无严重看菌存在。电源条件工作电压:共补380VAC，分补230VAC电压偏差:±20%工作频率:50t1.5Hz。
电压谐波:电压总畸变率不大于5%功率消耗:≤2W测量精度电压，电流:≤0.5%功率因数:≤±0.01温度:≤±1C可靠性参数控制数度:投切允许次数:130万次以上电容容量运行时间袁减率:≤1%/年年故障率:0.1%。
电容器容量投切衰减率:≤0.1%/万次设)机数量:每组不**过128台控制方式控制信号:多参数模糊控制取样信号:0~5A◆信号功能电容器投切状态，过欠压状态信号，保护动作类型，自诊断故障类型信号。◆通信功能。HFK低压智能复合开关选用晶闸管开关和磁保持开关并联运行，其在接通和断开的瞬间具有可控硅过零投切的优点，而在正常接通期间又具有磁保持开关零功耗的优点。
本开关具有无冲击，低功耗，高寿命等显著优点，可替代接触器或晶闻管开关，广泛用于低压无功补偿领域。特点:◆内置微处理器和智能软件，可智能控制电容器投切产品实现过零投切，无电弧，无涌流，响应快命导通内阻为零，不产生谐波。
闸涌流，可不选用限流电抗器，降低成套装置成本不发热，可安装于封闭式箱体内，・微功耗，功耗达不到接触器功耗的1%。结构简单，安装方便，综合成本低于晶闻管开关故暲率低，使用寿命远长于晶闸管和接触器。宽工作温度范围。
型号及含义正常工作条件和安装条件◆环境空气温度:-40℃-+70带新路器，(无)不带断路器相对湿度:40℃时≤90%RS485通信型◆海拔高度:≤2500m，控制电流◆环境条件:无有害气体和蒸汽，无导电性或性尘埃，无剧。
补偿方式(△:三相共补分相补偿)烈的机械振动额定电压企业代号电容器和控制器之间采用RS-485通信连接，构成系统工作。◆智能网络控制可自动检测及跟琮系统无功的变化，自动投切电容器组。容量相同的电容器按循环投切原则，容量不同的电容器按适补原则投切。电容器先投先退，先退先投，电容器运行。
温度低的先投，运行温度高的先退。故障自诊断功能电容器智能控制元件能对本体各项运行参数进行自诊断，一旦出现自检故障，整机快速响应，退出运行电压:≤±1%，电流:≤±1%，温度:±1C，时间:±0.15无功补偿参数无功补偿误差:≤小电容器容量的50%，电容投切时间:21可自行设定为105~1805之间可靠性参数控制准确率:，投切允许次数:100万次，电容器容量运行时间衰灭率:≤1%/年，电容器。

随着经济的发展和生活水的提高，大量的居住楼盘、商场、宾馆、办公楼等民用建筑在城市中拔地而起，使城市用电量快速增长。但是，在这些民用建筑场所内使用的多为单相电感性负荷，因其自身功率因数较低，在电网中滞后无功功率的比重较大。为保证降低电网中的无功功率，提高功率因数，保证有功功率的充分利用，提高系统的供电效率和电压质量，减少线路损耗，降低配电线路的成本，节约电能，通常在低压供配电系统中装设电容器无功补偿装置。1动态无功补偿复合开关的工作原理和主要技术特点目前电力系统通用的无功补偿方案有接触器投切电容器、复合开关投切电容器、晶闸管投切电容器这三种。复合开关投切电容器无功补偿装置，其投切开关是晶闸管和接触器并联的复合开关。
其主要作用是用晶闸管控制电容过零投切，以降低传统接触器投切的电流冲击，电容器投入后再由接触器旁的路晶闸管，使电容运行。动态无功补偿复合的主要技术特点有：实现动态补偿，可对频率和大小都变化的无功功率进行补偿，对补偿对象有快的响应。动态补偿不容易和电网阻抗发生谐振，且可以跟踪电网频率的变化，故补偿性能不受电网频率变化的影响。（1）过零投切：断口电压为零时，开关接通；电流过零时，开关分断。由于采用了过零触发技术，因此可使射频干扰降低到低程度。（2）功耗小：由于采用了磁保持继电器，控制装置只在投切动作耗电，时不耗电且磁保持继电器的接触电阻小，不需要外加散热片或风扇，降低了成本。（3）无谐波：磁保持继电器吸合后。
没有非线性电阻，不会产生谐波。（4）抗干扰：具有低阻抗的特点，可以干扰，消除噪声。（5）保护功能：欠压保护，当系统电压低于160V时开关自动分闸；缺相保护，当系统电压缺相时，开关拒合闸（适用于三相△连结的开关）；停电保护，系统停电后开关自动分闸，当系统恢复供电后开关不会自动合闸。开关合闸波形图：2动态无功补偿复合开关在实际运行中存在的主要问题（1）由于国内大多数的动态无功补偿复合开关采用的接触器都是普通的机械触点开关，因此动作速度较慢，在负荷动态变化频繁，要求响应速度和投切精度很大的场合，常常不能满足补偿要求。（2）当用户同时使用大量三相用电设备时，必须投入三相电容补偿，而复合开关的接触器很难达到三相同时投切的质量要求。
（3）由于零点检测出现误差或电网、线路及其他因素的干扰，打乱动态无功补偿控制器及复合开关正常的工作程序甚至导致其失控。3影响动态补偿复合开关稳定工作状态的主要因素3.1电源因素由于电子电路通过电源电路接到电网，所以电网的噪声通过电路干扰进入电子线路，这是影响复合开关工作稳定的主要原因之一。电源因素可以从以下三种情况来详细考虑。（1）通过电源变压器的耦合。变压器是电源电路中常见的元件，它的初级接在电网电源，次级则按设计要求得到各种交流电压，然后再经过整流滤波和稳压等电路，得到供线路工作所需要的直流电压。在研究电网高频尖峰脉冲如何穿越变压器而传播时发现，变压器初、级的交流电磁耦合并不是这种噪声的主要传播途径。
事实上，这个传播途径是由变压器初次级间分布电容所造成的。由于变压器的初级线圈靠得很，这两部分间的分布电容通常有数百PF。这种分布电容不仅电容量大，而且有良好的频率特性，对高频噪声的阻抗很低。（2）电源本身的过压、欠电压、停电等故障引起的电源噪声。任何电源及输电线都存在内阻，正是这些内阻引起电源的噪声影响了复合开关的稳定工作。如果没有内阻存在，无论如何噪声都会被电源电路吸收，在电路中不会产生干扰电压。（3）浪涌、下陷、尖峰电压与其他电源干扰因素。用户本身大功率设备的不断接通和断开，是大功率电动机，接通需要很大的启动电流，并可持续几百毫秒，从而在输电线路内阻上将产生很大的压降，这是电网中产生电压瞬变（浪涌、下陷）的主要原因。
这些噪声叠加在正弦交流电压上沿线路传输，在所到之处引起干扰，如果幅度过大，会毁坏系统。另外，设备接地不良，输电线、汽车打火、无线电发射以及电弧等幅射源、地线过长等等，都会使复合开关无常工作。3.2线路及其他因素如果动态无功补偿控制器线路板设计不合理，使元件的排列不合理，或者线路中元件之间的布局不合理，就有可能出现线路本身的干扰源，使单片机系统误动作。4动态无功补偿复合开关优化探讨针对以上存在的问题，我们提出几点优化方案：（1）采用晶闸管和交流低压真空接触器并联组成动态无功补偿复合开关的主体，以取代普通的机械型接触器。因为真空接触器具有接通、分断能力大、电气和机械寿命长、在恶劣条件下工作可靠性高等优点。
复合开关开关 的供应商的基本工作原理是将可控硅可控硅 的供应商开关与磁保持继电器继电器 的供应商并接，实现电压过零导通和电流过零切断，使复合开关在接通和断开的瞬间具有可控硅开关过零投切的优点，而在正常接通期间又具有接触器接触器 的供应商开关无功耗的优点。其实现方法是：投入时是在电压过零瞬间可控硅先过零触发，稳定后再将磁保持继电器磁保持继电器 的供应商吸合导通；而切出时是先将磁保持继电器断开，可控硅延时过零断开，从而实现电流过零切除。
一、复合开关技术指标
使用寿命：10万次
相    数：三相(△型接法)、单相(Y形接法)
控制容量：.三相共补　≤25/30/40Kvar
单相分补：≤10Kvar
功    耗：≤1.5VA
接触压降：≤100mV
接点耐压：≥1600V
响应时间：≤150ms
每次接通与关断间隔：≥1秒
连续两次接通间隔：≥120秒
二、复合开关工作环境条件
环境温度：-10℃～+55℃；
相对湿度：40℃时，20[%]～90[%]；
YHK复合开关和无涌流电容投切器；KCS1A系列动态调节器和动补调节器。
电压过零投入技术。但是晶闸管的导通损耗很大，使补偿装置的自耗电，不仅需要使用大面积的散热片甚至还要另加风扇。为了减少晶闸管的导通损耗，人们又发明了复合开关技术。复合开关技术就是将晶闸管与继电器接点并联使用，由晶闸管实现电压过零投入与电流过零切除，由继电器接点来通过连续电流，这样就避免了晶闸管的导通损耗问题，也避免了电容器投入时的涌流。但是复合开关技术既使用晶闸管又使用继电器，于是结构就变得相当复杂，并且由于晶闸管对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。负荷开关的故障绝大部分是由晶闸管损坏引起的。
同步开关技术是近年来发展的技术，顾名思义，就是使机械开关的接点准确地在需要的时刻闭合或断开。对于控制电容器的同步开关，就是要在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。
对于三相同步开关，三相接点必须能够分别动作，三相接点同时动作的开关不能够实现同步开关的功能。同步开关的机械开关部分可以是电控的真空开关或者磁保持继电器等等。由于同步开关没有晶闸管部分，因此同步开关比复合开关的结构简单得多，可靠性也高得多。但是为了控制接点的同步投入与切除，同步开关的控制却要复杂得多。通常使用纯硬件电路不能实现如此复杂的控制操作，一定要使用单片机来进行控制。
为了实现同步开关功能，控制机构必须对电源的周期及相位进行准确地检测。由于机械开关接点的动作较慢，通常由发出电信号到接点动作到位需要几十毫秒的延时时间，因此控制机构必须能够确定接点的动作延时时间，以便提前发出动作信号，从而保证接点在需要的时刻动作到位。通常的开关在接通与断开的过程中延时时间是不同的，因此控制机构在接通与切除的过程中要使用不同的提前量。由于机械接点的动作延时时间受环境以及电源等诸多因素影响，因此控制机构必须具有一定的适应能力，保证在各种环境条件下都能够实现同步操作。这也是同步开关技术的关键技术所在。
同步开关并非于投切电容器，对于任何需要同步操作的负荷设备都可以使用同步开关。例如为了消除投入空载变压器时的涌流，就可以使用同步开关，不过这时的投入策略与投入电容器时完全不同，需要在电压接近峰值时投入。因此，适用于不同用途的同步开关是不能互换的。
同步开关技术是传统的机械开关与现代电子技术的结合产物，使机械开关重新焕发青春，使机械开关在具有特技术性能的同时，其高可靠性以及低损耗的特点得以充分显示出来。由于同步开关省略了与继电器接点并联的晶闸管组件，不但降低了成本而且提高了可靠性，所以复合开关必然会被同步开关所替代。
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