電容器動(dòng)態(tài)過零投切復(fù)合開關(guān)選型說明書

 

該產(chǎn)品采用單片機(jī)編程控制，獨(dú)有軟件技術(shù)，精確快速實(shí)現(xiàn)過零投切，無需電容增加充、放電電路，同時(shí)，又實(shí)現(xiàn)了電壓和電流等級(jí)的突破，國(guó)內(nèi)第一次推出690V、電流規(guī)格達(dá)200A的動(dòng)態(tài)復(fù)合開關(guān)產(chǎn)品，為該類產(chǎn)品的應(yīng)用擴(kuò)展了更大空間。

電容器投切產(chǎn)生涌流和重燃的原理：

　　涌流 由于電容器回路中的阻抗很小與短路相似，電容器投入電網(wǎng)的瞬間，系統(tǒng)的電感與電容形成串聯(lián)振蕩回路，產(chǎn)生很大的合閘涌流，最大值在電壓峰制值時(shí)產(chǎn)生，單組電容投入時(shí)達(dá)5~15倍，二組投入時(shí)達(dá)20~50倍，如果多組追加投入，涌流會(huì)非常嚴(yán)重，使開關(guān)觸點(diǎn)的壽命非常短。

　　重燃過電壓 電容器退出切除時(shí)，電流在零點(diǎn)熄滅，由于電壓滯后電流90度，此時(shí)電容電壓保持在電壓最高值，而電源的電壓在半個(gè)周期內(nèi)達(dá)到負(fù)半周的最大值，這時(shí)開關(guān)觸點(diǎn)極間電壓為2倍額定電壓，如果觸點(diǎn)的滅弧性能不好，弧隙被擊穿，就會(huì)發(fā)生重燃現(xiàn)象。重燃不會(huì)馬上結(jié)束，還會(huì)以3、5、7等等的倍數(shù)電壓繼續(xù)發(fā)生，因此開關(guān)觸點(diǎn)的滅弧能力特別關(guān)鍵。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用時(shí)的故障表現(xiàn)：
1、普通靜態(tài)電容補(bǔ)償柜的電容接觸器（CJ19 CJ16）壽命較短，問題主要是觸點(diǎn)粘住。
2、在諧波環(huán)境下，電容接觸器觸點(diǎn)壽命30天左右，經(jīng)常發(fā)生爆炸。
3、非單片機(jī)程控的復(fù)合開關(guān)由于采用觸點(diǎn)延時(shí)投入，容易發(fā)生觸點(diǎn)粘住。
4、在辦公場(chǎng)所，居民小區(qū)的環(huán)境中，電網(wǎng)中電腦等非線性負(fù)載會(huì)產(chǎn)生諧波，雖不是很嚴(yán)重，但電容補(bǔ)償柜發(fā)生故障的問題較多，主要是觸點(diǎn)粘住或復(fù)合開關(guān)爆炸。
5、采用旋窯的水泥廠，主機(jī)是直流調(diào)速電機(jī)，再加上變頻器的應(yīng)用，幾乎每家的電容柜都很短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)損壞，也是開關(guān)出現(xiàn)問題。
6、在強(qiáng)諧波環(huán)境中，比如軋鋼廠、中頻爐、電解漕等的系統(tǒng)，既使采用濾波器設(shè)計(jì)，電容接觸器和靜態(tài)復(fù)合開關(guān)也是不能使用的，故障率非常高。

　　諧波的影響 在諧波環(huán)境下，由于電容器本身的低阻抗特性，電容器會(huì)對(duì)諧波電流起到放大作用，一般情況放大2~5倍，最大30倍以上，這時(shí)的涌流和重燃現(xiàn)象會(huì)更加嚴(yán)重，必須采用濾波設(shè)計(jì)，選用的投切器件主要是晶閘管或動(dòng)態(tài)復(fù)合開關(guān)。

現(xiàn)代電容器投切技術(shù)：

　　晶閘管 采用單片機(jī)控制晶閘管投切電容器，過零檢測(cè)，過零觸發(fā)，無觸點(diǎn)投切，因此速度快，涌流小，無操作過電壓，無電弧重燃，基本解決了機(jī)械觸點(diǎn)拉弧損壞的情況。晶閘管的投切速度很快，理論上可以做到電源半個(gè)周期的響應(yīng)。在特殊要求電源需要穩(wěn)壓的場(chǎng)合，補(bǔ)償電容最好使用晶閘管作投切器件。
但是，晶閘管也有局限性，（一）其為非線性器件，工作時(shí)產(chǎn)生大量干擾和諧波，對(duì)電源容易形成二次污染；（二）每個(gè)管件有1~2V的電壓降，補(bǔ)償電流往往幾千上萬安，熱損耗驚人，再加上大量風(fēng)扇強(qiáng)制散熱，每年電耗達(dá)十幾萬、幾十萬元，買得起，用不起。

　　復(fù)合開關(guān) 復(fù)合開關(guān)是將晶閘管過零投切電容器的優(yōu)點(diǎn)和機(jī)械觸點(diǎn)無功耗、不發(fā)熱的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，投與切瞬間的暫態(tài)電流由晶閘管負(fù)責(zé)；運(yùn)行中的穩(wěn)態(tài)電流由機(jī)械觸點(diǎn)來承擔(dān)。目前復(fù)合開關(guān)的可行性已經(jīng)得到現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證和市場(chǎng)認(rèn)可，展現(xiàn)了它的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也暴露了很多的不足。

　　靜態(tài)復(fù)合開關(guān) 大多復(fù)合開關(guān)為靜態(tài)開關(guān)，標(biāo)明兩次投入的間隔要60秒以上，否則就難以保證過零，主要是等電容器放電殘壓為零時(shí)再第二次投入，原因是沒采用單片機(jī)程序控制，無法在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)多次過零檢測(cè)，往往是延時(shí)硬投入，（檢測(cè)不到過零，延時(shí)后觸點(diǎn)也投入），造成開關(guān)爆炸、觸點(diǎn)燒毀等現(xiàn)象，質(zhì)量難以保證。其次，電壓等級(jí)低于0.4KV，電流也在50A以下，容量較小，補(bǔ)償容量很大時(shí)，需要大量的開關(guān)與小容量電容連接，接線太繁瑣，故障點(diǎn)多。再者， 在無功變化較大或諧波場(chǎng)合，補(bǔ)償電容的跟蹤速度要求較快，兩次投入有時(shí)只需幾秒，不可能等到電容器放電完畢，在這種情況下，靜態(tài)復(fù)合開關(guān)是難以勝任的。

我公司開發(fā)的動(dòng)態(tài)復(fù)合開關(guān)：

性能與特點(diǎn)
一、高等級(jí)AVR單片機(jī)程序控制，獨(dú)有軟件技術(shù)，無需電容器預(yù)充電或放電至殘壓為零，快速過零觸發(fā)，投切間隔1秒，兩次投入間隔1~10秒，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)投切電容器。
二、采用大功率晶閘管反并聯(lián)模塊做過零投切器件，機(jī)械觸點(diǎn)為交流接觸器或磁保持繼電器，電壓最高為690V，電流最大為200A，壽命100萬次以上。
三、節(jié)能性能突出，不產(chǎn)生諧波，無需散熱風(fēng)扇，較晶閘管無觸點(diǎn)開關(guān)節(jié)能99%，1~2年就能節(jié)省出購買開關(guān)的投資。
四、內(nèi)置電源，電路設(shè)計(jì)科學(xué)合理，抗電磁干擾，保護(hù)功能完善。

　　現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況 投放于冷軋鋼廠等強(qiáng)諧波環(huán)境，三家工廠共使用了100臺(tái)開關(guān)，投切間隔設(shè)定為1~2秒，電容器70KVAR，電流95A，電壓最高480V，運(yùn)行已經(jīng)12個(gè)月，經(jīng)檢查，接觸器的觸點(diǎn)光亮如新，沒有燒蝕和碳黑痕跡，說明過零功能完善。再通過實(shí)驗(yàn)室通過存儲(chǔ)示波器觀察波形和過零時(shí)刻，（如圖）證明過零的時(shí)刻確實(shí)為設(shè)定的最接近零點(diǎn)的時(shí)刻。

技術(shù)參數(shù)：
1、額定電壓：380V；690V；
2、額定電流：（磁保持繼電器）100A；（交流接觸器）95A、150A、200A；
3、耐    壓：大于2000V；
4、絕緣強(qiáng)度：3000V/60s；絕緣電阻：100MΩ /500V；
5、控制電平：5~12VDC；控制電流：10mA； 電源：220V；
6、工作溫度：-25~50℃ 。

選型參照：

YNFK   /380V	45KVAR	60KVAR	90KVAR	120KVAR
YNFK   /690V	60KVAR	90KVAR	120KVAR	————

注：YNFK45/380V   觸點(diǎn)為磁保持繼電器，只適用于45KVAR以下電容器 其他觸點(diǎn)都為交流接觸器。用戶也可以自己選配交流接觸器。

接線圖：


外形安裝尺寸：


注意事項(xiàng)：
1、    如果電容器通電后運(yùn)行電流高于額定電流，應(yīng)首先檢查電壓是否過高，電壓正常，則電網(wǎng)諧波成分過大，考慮加裝電抗器。
2、    開關(guān)的輸入和輸出嚴(yán)禁接反，否則開關(guān)不工作。
3、    開關(guān)的上下出線與交流接觸器并聯(lián)時(shí)，必須注意相序，否則發(fā)生短路。
4、    交流接觸器的線圈為220V，注意電壓等級(jí)。

濾波電抗器介紹

電抗器是濾波補(bǔ)償裝置中的一重要器件，在諧波環(huán)境中，電抗與電容組成L-C消諧濾波器，既能消除諧波，又能保護(hù)電容器不受損害。我公司生產(chǎn)的電抗器，主要有以下特點(diǎn)：

1、 干式鐵心結(jié)構(gòu)，無電磁污染，阻燃性能好；

2、 鐵心采用優(yōu)質(zhì)冷軋硅鋼片，確保參數(shù)長(zhǎng)久不變；

3、 固化工藝優(yōu)良，緊固性好，噪音低，溫升低；

4、 容量裕度大，可在工頻加諧波電流不大于2倍額定電流下運(yùn)行；

5、 絕緣性能好，額定絕緣水平3000V/3min。

微電腦智能控制器

該控制器屬于專用動(dòng)態(tài)補(bǔ)償控制器,全數(shù)字化設(shè)計(jì)，微處理器快速運(yùn)算，是當(dāng)代新型智能多功能控制器。

1、 交流采樣，取樣物理量為無功功率；

2、 人機(jī)界面大屏幕LCD中文液晶顯示器；

3、 實(shí)時(shí)顯示電網(wǎng)功率因數(shù)，電壓，電流，有功功率，無功功率，電壓、電流諧波畸變率，電容投切狀態(tài)；

4、 中文提示，數(shù)字輸入，投切控制程序支持等容、編碼（1：2：2；1：2：3；1：2：4：8……）、模糊控制投切方式；

5、 手動(dòng)、自動(dòng)補(bǔ)償兩種工作方式；

6、 具有RS-485、MODBUS標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)場(chǎng)總線接口（選項(xiàng)）；

7、 電磁兼容性好，抗干擾能力強(qiáng)。

動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，是相對(duì)于靜態(tài)補(bǔ)償而言，傳統(tǒng)的靜態(tài)補(bǔ)償在高壓為手動(dòng)投切的電容器組，在低壓為適用于穩(wěn)定負(fù)載上的不能進(jìn)行快速跟蹤的自動(dòng)補(bǔ)償裝置（平均投切時(shí)間超過3分鐘）。我公司生產(chǎn)的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償無功補(bǔ)償裝置的突出特點(diǎn)是：

1.全中文菜單，大屏幕人機(jī)對(duì)話界面，操作簡(jiǎn)單；

    2.采用RS-485遠(yuǎn)程聯(lián)網(wǎng)通訊，準(zhǔn)確及時(shí)監(jiān)控所有補(bǔ)償裝置；

    3.采用電壓過零投入和電流過零切除技術(shù)，實(shí)現(xiàn)投切無電流沖擊；

    4.快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)，最快20ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)跟蹤補(bǔ)償；

    5.可對(duì)電壓、電流、有功功率、無功功率、諧波含量等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和對(duì)裝置進(jìn)行保護(hù)；

    6.適用快速變化、點(diǎn)動(dòng)等特殊工況的跟蹤補(bǔ)償，補(bǔ)償精度高；

    7.投切開關(guān)為無觸點(diǎn)或復(fù)合開關(guān)，壽命長(zhǎng)久；

    8.全自動(dòng)無人值守運(yùn)行。