主要用途与适用范围

工作条件

功能特点

型号说明

选型表

主要技术参数

注意事项

发展历程

订货须知

主要用途与适用范围

选相开关（又称同步开关）开关不仅用于投切电容器（如LXK系列低压智能选相开关就是专门为无功补偿装置中电容器投切设计的），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，就可以使用不同型号的选相开关，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，适用于不同用途的选相开关是不能互换的，这一点需要特别说明。 与现在常用的复合开关相比较，选相开关省略了与磁保持继电器接点并联的晶闸管组件，于是结构简化，成本降低，又避免了晶闸管组件所容易出现的故障，因此可靠性大大提高。

本实用新型提供一种智能选相开关，属于电力器件技术领域，其结构包括上盖、下盖和电路板，电路板设置在上盖和下盖之间的腔体内，电路板上的设置包括电源模块、控制模块、检测模块、投切模块，电源模块分别与控制模块、投切模块和检测模块相连接，控制模块和检测模块之间相连接。上盖底部上下两边缘上分别开设有压线螺孔，上盖上主面板上设置有数据线接口和信号显示窗，上盖侧板上开设有散热孔。下盖上下两边缘处开设有接线槽，下盖的对角上开设有安装孔。该智能选相开关外形美观、层次明显，结构简单，具有缺相保护，过流保护，失压保护、集成型高，降低制造成本、通用性强，安全可靠、产品性能稳定、使用寿命长的特点。

LXK系列低压智能选相开关(简称选相开关)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，是软件与硬件的复合。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，可替代电容投切专用的接触器、晶闸管开关、普通复合开关等，广泛用于低压无功补偿领域。

工作条件

工作温度：-25～55℃，储存运输温度-40～85℃；

相对湿度：5%～95%，无凝露大气压力80KPa～110Kpa；

海拔高度：<2000m，地震强度<8级；

安装场所：除火灾、爆炸、水淹、强化学腐蚀等场所外的地方；

功能特点

1、电压过零接通无涌流，电流过零切除无电弧；

2、采用微处理器驱动磁保持继电器，故障率低；

3、开关接通后低功耗（仅1-3W）；

4、抗谐波能力强，使用寿命长，综合成本低；

5、输入信号与开关光电隔离，高EMC保护措施，抗干扰能力强；

6 、具有自诊断故障保护、电源电压缺相保护、停电保护等功能；

7、结构简单、安装方便；

8、能在恶劣环境温度下(-25℃～+55℃)可靠运行；

9、 既可用于电容器组的三相共补，又可用于电容器组的单相或三相分补；

10、支持螺栓式安装方式和35mm卡轨式安装方式。

型号说明

选型表

主要技术参数

1、 额定电压：AC380V±20%，使用寿命30万次以上；

2、 开关耐压：≥2000V，开关功耗≤3W；

3、 开关压降：≤0.05V，通断间隔≥30秒；

4、 绝缘强度：2.5KV/1min，允许谐波≤30%；

5、 控制电路：AC220V/DC12V/485通讯；

注意事项

交流输入、输出严禁接反，相序要对应；

控制信号极性要连接正确；

严禁在信号输入端接入220V电压;负载不得短路；

严禁将采用△接法的产品接入对零线的电容或其他感性负载零件；

标记为N的端子必须可靠地接入零线；

注意开关的适用容量；

应在线路上接入抗涌流器件（如避雷器）以防冲击；

在谐波较大的场合应接入合适限流电抗器；

输入输出端子接线必须扭紧，连接可靠，不得松动。

发展历程

选相开关（又称同步开关）与现在常用的复合开关相比较，省略了与磁保持继电器接点并联的晶闸管组件，于是结构简化，成本降低，又避免了晶闸管组件所容易出现的故障，因此可靠性大大提高。

低压电容器投切开关的应用经历了一个由简单粗犷到理性精细的发展过程：

交流接触器：

最先应用于低压电容器投切的开关是交流接触器，这是一种传统的电容器投切方式，由于三相交流电的相位互成120°，对交流接触器投切控制，理论上不存在最佳操作相位点（即投切瞬时不可选择性），使得它投入或切除电网时，要产生一个暂态的过渡过程，又因电容器是电压不能瞬变的器件，并联电容器由交流接触器投切电网时，由于其相位点是随机的，所以会产生幅值很大、频率很高的浪涌电流（涌流最大时可能超过100倍电容器额定电流）。涌流不仅会对电网产生不利的干扰，对交流接触器易产生电弧、易烧损触头，而且涌流、过电压会加速电容器的失效，减少电容器的使用寿命，甚至爆炸，所以采用交流接触器的投切方式谐波污染大、维护成本高、不适于频繁操作。为了改善这些缺陷，出现了所谓投切电容器专用接触器，就是在接触器的主触头处并以带电阻的辅助触头，在合闸时先合上辅助触头，然后再合上主触头，以此减低浪涌电流；而分闸时时序恰好相反，先分主触头，而后再分辅助触头，以此减轻电弧对触头的烧损。但这一措施仅仅是一种改良而已，并未在根本上解决问题，涌流、过电压和谐波污染仍然存在，对电容器和装置的寿命仍有很大的影响，所以其在低压电容器投切领域的应用将越来越少。但由于其投资低、控制简单，所以至今在不少技术要求低的地方仍在应用，但可以预见，随着电容器投切开关的发展，将逐步被淘汰。

晶闸管开关：

随着电力电子器件应用的发展和普及，后来人们研发出由可控硅为核心的晶闸管开关（固态继电器)。其原理为通过电压、电流过零检测控制，保证在电压零区附近投入电容器组，从而避免了合闸涌流的产生，而切断又在电流过零时完成，避免了暂态过电压的出现，这就从功能上符合了电容器的过零投切的要求，另外由于可控硅的触发次数没有限制，可以实现准动态补偿（响应时间在毫秒级），因此适用于电容器的频繁投切，非常适用于频繁变化的负荷情况，相对于交流接触器有了质的飞跃。然而固态继电器在应用上有致命的弱点：就是在通电运行时可控硅导通电压降约为1V左右，损耗很大（以额定容量100Kvar的补偿装置为例，每相额定电流约为145A，则可控硅额定导通损耗为145×1×3=435W），由于有大的功耗所以需要散热以避免PN 结的热击穿，为了降温就需要使用面积很大的散热器，甚至需要风扇进行强迫通风，另外可控硅对电压变化率（dv/dt）非常敏感，遇到操作过电压及雷击等电压突变的情况很容易误导通而被涌流损坏，即使安装避雷器也无济于事，因为避雷器只能限制电压的峰值，并不能降低电压变化率。可控硅开关的缺点是结构复杂、体积大、损耗大、成本高、可靠性差，优点是能实现过零投切、动作迅速、反应快，多用于动态补偿的场合，而不适用于常规低压电容器投切的无功补偿装置中。

复合开关：

当仔细分析研究了交流接触器和可控硅开关的各自优缺点之后，发现如果把二者巧妙地结合来，优势互补，发挥接触器运行功耗小和可控硅开关过零投切的优点，便是一个较为理想的投切元件，这就是开发复合开关的基本思路，这种投切开关同时具备了交流接触器和电力电子投切开关二者的优点，不但抑制了涌流、避免了拉弧而且功耗较低，不再需要配备笨重的散热器和冷却风扇。要把二者结合起来的关键是相互之间的时序配合必须默契，可控硅开关负责控制电容器的投入和切除，交流接触器负责保持电容器投入后的接通，当接触器投入后可控硅开关就立即退出运行，这样就避免了可控硅元件的发热。这种看似很理想的复合开关自从2002 年开始，由原来全国仅数家企业研发生产，至今已扩展到数十家企业，虽外型结构或电路有所不同，但内在原理基本相同：用小形三端封装的可控硅作为电容器的投入和切除单元，用大功率永磁式磁保持继电器代替交流接触器负责保持电容器投入后的接通，其过零检测元件是一粒电压过零型光辊双向可控硅。从原理上看是理想的投切元件，但实际上并非如此，它存在下面一些缺陷：

（1）小形三端（TOP）封装可控硅由于结构性的原因，目前这类型式的可控硅其短时通流容量不能做得很低（低于60A ），反向耐压一般也只能达到1600V 左右，这就限制了它的应用范围。由仿真和计算证明在38OV 的系统电压下，电容器理想开断时的稳态过电压就可能达到1600V ，当系统电压高于380V （这是常有的情况）或非理想开断时的暂态过电压就可能远大于可控硅的反向耐压位1600V ，众所周知可控硅是一种对热和电冲击很敏感的半导体元件，一旦出现冲击电流或电压超过其容许值时，就会立即使其损坏，而且是永久性的损坏．实际运行情况已经表明了复合开关的故障率相当高。

（2）由于采用了可控硅等电子元器件其结构复杂成本上升，与交流接触器在价格上难以相比。

（3）复合开关的过零是由电压过零型光耦检测控制的，从微观上看它并不是真正意义上的过零投切，而是在触发电压低于16V～40V 时（相当于2～5电度）导通，因而仍有一点涌流。

（4）复合开关技术既使用可控硅又使用继电器，于是结构就变得相当复杂，并且由于可控硅对dv/dt的敏感性也比较容易损坏。

由上述分析比较可见，目前使用于低压补偿装里中的各种投切开关并非十分完美，有必要进一步研究开发出一种更为理想的电容器过零投切开关。

选相开关（又称同步开关）：

是近年来最新发展起来的专用无功补偿电容器投切开关，是传统的机械开关与现代微电子技术的完美结合产物。它吸收了交流接触器控制结构简单，复合开关零电压投入、零电流切除等优点，成功地将投入、切除时瞬间涌流控制在3倍额定运行电流以内，完美地解决了在电容器投切过程中出现的高电压谐波和大涌流等问题；同步开关拒绝使用可控硅，以单片机为核心，辅以高精度的采样回路和合理的程序设计来替换复合开关中最易损坏的可控硅元件，不仅避免了可控硅组件所容易出现的故障，还将选相精度从原来复合开关的2～5电度角提高到1电度角，真正意义的做到了无涌流，实现了理想的过零投切；为了更进一步抑制电容器投切开关开断时的暂态过电压，同步开关增设了有效的放电回路，将过电压限定在安全区内，使其能安全可靠的适用于频繁投切；由于同步开关应用了单片机技术，不仅能通过RS485通讯控制方式对多至64路电容器进行控制，还具备通讯功能，可将基层单位的电测量信息实时发送到上级电网，为发展智能化电网作好准备；同步开关可以实现共补和分补，以适应用户的不同需求；由于同步开关的驱动功耗仅有1-3W，最大限度的做到了节约能源；同步开关不仅广泛适用于低压无功补偿装置，或在特殊场合下作为开关元件使用，还特别适用于南方户外夏天高温潮湿(+60℃以上)、北方户外低温寒冷(-40℃以下)的恶劣环境温度下长期运行。综上所述，同步开关不仅大大提高了电容器投切开关的安全可靠性，还很节能环保，经济耐用，是交流接触器及复合开关理想的换代产品，专家普遍认为：同步开关必将替代复合开关和交流接触器成为无功补偿电容器投切开关的主流。

订货须知

1、 对分补开关而言，电容容量是指三只单相容量之和；

2、 选相开关额定电流选择：通常电容容量不大于30Kvar用45A选相开关，30Kvar～40Kvar用60A选相开关；

3、 选相开关的控制电压有AC220V、DC12V和485通讯三种，在订货时一定要注明。