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一、概述

智能晶閘管開關(guān)模塊是應(yīng)用于電力電容器快速投切的功率器件，該產(chǎn)品主要采用雙向可控硅、觸發(fā)電路、吸收電路、溫度保護(hù)開關(guān)、散熱片以及冷卻裝置等元件組成。該開關(guān)在投切時無涌流、導(dǎo)通性能好、響應(yīng)速度快、內(nèi)置過溫保護(hù)開關(guān)以及控制風(fēng)機自動運行的開關(guān)，從而保證該產(chǎn)品長期工作的安全與穩(wěn)定，本產(chǎn)品適合用在動態(tài)補償及諧波治理電容的頻繁投切。

二、特點

l 過零投切、無涌流，不會造成電網(wǎng)電壓閃變

l 采用晶閘管模塊，可靠性，穩(wěn)定性高

l 光電隔離，抗干擾能力強，響應(yīng)迅速（20ms）

l LED信號燈顯示投切狀態(tài)

l 內(nèi)置冷卻風(fēng)扇，自動控制風(fēng)扇啟停

l 內(nèi)置過溫保護(hù)

l 全金屬外殼，散熱好

l 可觸摸式安全連接技術(shù)

l 操作無噪音，無機械磨損，大大延長使用壽命

l 接線及維護(hù)簡單方便

三、執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)GB/T29312-2012

  無功補償是電力系統(tǒng)運行的基本要求。為了在電力系統(tǒng)運行中進(jìn)行無功平衡，必須對各種電力負(fù)荷所需的無功功率進(jìn)行補償。無功補償?shù)姆椒ㄓ姓{(diào)相機補償和電容器組補償?shù)龋渲杏行Ш鸵子趯嵤┑氖窃诳拷?fù)荷點的地方進(jìn)行就地?zé)o功補償。由于無功補償掛接在電網(wǎng)上主要是通過自動投入和切除電力電容器來達(dá)到補償效果，因此，控制電容器投切的開關(guān)元件性能對整個裝置的質(zhì)量和穩(wěn)定性起著非常關(guān)鍵的作用。目前，國內(nèi)的無功補償產(chǎn)品控制器普遍采用交流接觸器或可控硅作為開關(guān)元件來控制電容器的通斷。

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電容補償裝置的投切開關(guān)方式和特點：電容式補償裝置的投切開關(guān)主要有交流普通接觸器、帶預(yù)設(shè)電阻的專用接觸器和晶閘管電子開關(guān)等方式。

晶閘管電子開關(guān)模塊的內(nèi)部功能 

晶閘管電子開關(guān)模塊主要包括反并聯(lián)晶閘管、過零檢測觸發(fā)模塊、抑制過電壓的阻容吸收裝置和散熱裝置。 

1過零觸發(fā)模塊

由于切除的電容器上一般都有剩余電壓，而電容器兩端的電壓不能突變，因此，當(dāng)系統(tǒng)電壓和電容器殘壓的差值較大時，XR-TH-80/690_正規(guī)晶閘管開關(guān)_深圳市中科興瑞電氣有限公司，觸發(fā)晶閘管會產(chǎn)生很大的沖擊電流，而可能直接損壞晶閘管。為了實現(xiàn)動態(tài)無功補償裝置快速響應(yīng)，同時又保證投切無沖擊電流，因此需要檢測電容器電壓和電網(wǎng)電壓。只有當(dāng)兩者大小相等、極性相同時，才能瞬時投入電容。因此需要加裝過零觸發(fā)模塊。目前，從晶閘管兩端取得過零信號的典型觸發(fā)電路是MOC3083。MOC3083芯片內(nèi)部有過零觸發(fā)判斷電路，它是為220V電網(wǎng)電壓設(shè)計的專門芯片，其芯片的雙向可控硅耐壓為800V。在4、6兩端電壓低于12V時，如果輸入觸發(fā)電流，其內(nèi)部的雙向可控硅導(dǎo)通。圖1所示是用在380V電網(wǎng)的TSC電路上串聯(lián)兩只MOC3083的過零觸發(fā)模塊的內(nèi)部電路圖。

事實上，在非過零觸發(fā)時，其電流沖擊往往能達(dá)到穩(wěn)定值的3倍以上，而當(dāng)過零觸發(fā)時，XR-TH-80/690_提供晶閘管開關(guān)定制_深圳市中科興瑞電氣有限公司，其電流沖擊一般僅為穩(wěn)定值的1.5倍，而其電容電壓沖擊僅為穩(wěn)定值的1.15倍。

2抑制過電壓阻容吸收裝置

模塊過壓保護(hù)一般也可采用阻容吸收法。對于持續(xù)時間較短，能量不大的過電壓，一般可在模塊兩端并聯(lián)阻容吸收電路，用吸收電容把過電壓的電磁能量變成靜電能量存貯起來。而用吸收電阻不但可以防止電路振蕩，還可限制晶閘管導(dǎo)通時電容放電所產(chǎn)生的開通損耗和di／dt值。并聯(lián)在晶閘管開關(guān)模塊的RC值可參考表2。

需要說明的是，阻容吸收電路中的電容應(yīng)采用交流電容器，其輸入電壓為380V時，應(yīng)采用630V，輸入電壓為220V時，則可采用500V的電容耐壓。

3散熱裝置 

晶閘管開關(guān)模塊在運行過程中，XR-TH-80/690_中科興瑞無電涌電流快速開關(guān)生產(chǎn)商_深圳市中科興瑞電氣有限公司，其晶閘管芯片的結(jié)溫將升高。為了使結(jié)溫維持在125℃額定值以下，必須使用散熱器。而且，散熱條件的好壞，也直接影響模塊的安全、穩(wěn)定和可靠運行。目前，散熱方法有水冷、風(fēng)冷(強迫和自然風(fēng)冷)和熱管冷卻等方法。這里簡要介紹風(fēng)冷散熱器的選擇方法。

晶閘管開關(guān)模塊的主電路由二個反并聯(lián)晶閘管組成。根據(jù)模塊內(nèi)單個晶閘管的通態(tài)平均電流IT、通態(tài)峰值電壓VRM、模塊接觸熱RTHCH、以及平均功率(PT=0.85VRMIT，即可計算出散熱裝置的熱阻RTHCA：

求出散熱器熱阻RTHCA后，再選定相應(yīng)的散熱器的型號規(guī)格(DXC-450DXC-616DXC-573)，事實上，散熱器的熱阻應(yīng)比計算的熱阻小，即：

若一個散熱器上裝有幾個模塊，則可將∑PT=nPT代人式(3)，并求出∑PT，然后再選定散熱器。根據(jù)可選散熱器的熱阻值(或散熱器的熱阻曲線)即可選定合適的散熱器長度。 

在無功補償實際應(yīng)用中，可將晶閘管電子開關(guān)模塊用在TSC低壓無功補償以替代接觸器，這樣，就可以在開關(guān)電壓過零時投入補償電容量，從而避免了沖擊電流的產(chǎn)生和瞬間電網(wǎng)電壓的波動。圖2所示是其工作波形圖。

通過對低壓無功補償裝置兩種投切開關(guān)的分析與比較，可以看出，晶閘管電子無觸點開關(guān)不但具有過零投切涌流小、無過電壓等優(yōu)點，而且可以解決工作時的散熱問題。在實際工作中，其操作壽命幾乎是無限的，可以頻繁投切，而且投切時刻可以控制，因此，能實現(xiàn)無過渡過程的平穩(wěn)投入和切除，其動態(tài)響應(yīng)時間僅為0.01～0.02s，因而是電容投切比較理想的開關(guān)。

技術(shù)參數(shù)

額定電壓380V

額定頻率50/60Hz

驅(qū)動電流≤10mA

額定電流≤96A

投切響應(yīng)時間≤20ms

安裝位置室內(nèi)

防護(hù)等級IP30

控制信號DC12V / RS485

工作環(huán)境溫度：-25℃~55℃

濕度：20%~90%（40℃）

大氣壓力：86kPa~106kPa（海拔高度不超過2000m）無劇烈震動、沖擊，無導(dǎo)電塵埃和腐蝕性氣體

風(fēng)機參數(shù)額定電壓：380Vac/50Hz

額定功率：30W

溫度參數(shù)冷卻方式：風(fēng)冷/自冷

過熱保護(hù)：自動切除電容器組使用壽命10年以上

晶閘管電子開關(guān)充分利用了電壓過零觸發(fā)、電流過零切除、開關(guān)無觸點、響應(yīng)速度快等晶閘管特性，可使電容上的電壓從零快速上升到額定工作電壓。而在斷開時，晶閘管上的電流過零切除．可實現(xiàn)電容器投入無涌流、切除無過壓、投切無電弧的快速動態(tài)補償功能，故能較好地解決電容器投切時產(chǎn)生的暫態(tài)沖擊問題。但是，晶閘管在導(dǎo)通狀態(tài)下存在較大的管壓降(1V左右)，故在工作時，應(yīng)考慮消耗功率和其產(chǎn)生和散發(fā)的大量熱量，而這會使運行和維護(hù)的成本加大。

晶閘管電子開關(guān)模塊主要包括反并聯(lián)晶閘管、過零檢測觸發(fā)模塊、抑制過電壓的阻容吸收裝置和散熱裝置。

晶閘管開關(guān)搭配無功補償電力電容器、濾波電抗器、控制器等才能更好的改善電能質(zhì)量。

晶閘管的應(yīng)用場景非常廣泛，在發(fā)電站就是其中一個場景。在高壓直流輸電中，必須借助轉(zhuǎn)換站將大量的交流電轉(zhuǎn)換為直流電。之后，直流電被傳輸?shù)接脩簟＿@項重要的轉(zhuǎn)換任務(wù)由稱為“晶閘管”的半導(dǎo)體開關(guān)設(shè)備執(zhí)行，更具體地說，由硅控整流器執(zhí)行。