复合开关的产品选型及应用
复合开关核心技术开发介绍
复合开关核心技术开发介绍复合开关技术开发原理介绍新乡市万新电气有限公司一、几种常见低压电容器投切开关1. 交流接触器交流接触器是人们最早使用的投切器件，是一种传统的投切开关器件。
由于具有成本低、控制简单的优点，至今仍在很多要求不高的地方应用。
但是使用接触器有很大的弊端。
由于交流接触器在投切瞬时的不可选择性，因此交流接触器投切在理论上不存在最佳操作点，使得它投入或切除电网时会产生幅值很大、频率很高的浪涌电流。
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，而涌流、过电压会加速电容器的失效，减少其使用寿命，甚至爆炸，而且接触器触点寿命短，约一万次到几万次，易损坏。
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。
虽然为了改善这些缺陷而采取了一些措施，但不能从根本上解决问题，由于其成本低、控制简单，至今仍在要求不高的地方应用，可以预见，随着电容器投切开关的发展，将会逐步被淘汰。
2. 晶闸管（可控硅）随着电力电子器件的发展和普及，人们研发出由晶闸管为核心的投切开关组件。
其原理为通过电压、电流过零检测控制，保证在电压过零投入和电流过零时切断电容器组，从而避免了过电压和涌流的产生，这就从功能上符合了电容器的过零投切的要求，另外由于晶闸管的响应时间快且触发次数没有限制，因此相对于交流接触器有了质的飞跃。
然而晶闸管在应用上也有致命的弱点：在通电运行时晶闸管导通压降较大，从而损耗很大，为了避免PN 结由于功耗发热引起的热击穿，需要采取必要的降温措施，有时甚至需要风扇进行强迫通风，另外晶闸管对操作过电压及雷击等非常情况下，晶闸管很容易误导通，导致管子被涌流损坏。
晶闸管开关的缺点是结构复杂、体积大、损耗大、成本高、可靠性差，优点则是能实现过零投切、动作迅速、反应快，因此晶闸管多用于动态补偿的场合，而不适用于常规低压电容投切的无功补偿场合。
3. 复合开关（老式）老式复合开关是指早期的内部可控硅与磁保持继电器并联方式运行的复合开关。
NFC-401、402机电一体化复合开关
NFC-401/402机电一体化复合开关
一、产品简介
NFC-401/402复合开关是一种智能化的低压电容投切开关，融合了可控硅和交流接触器的优点，即不存在电磁继电器通电时所产生的电弧，又不存在无触点开关长期工作时的功率消耗和谐波污染。
其工作原理是将可控硅和继电器并接，使复合开关在投切瞬间具有可控硅过零投切，在正常接通期间具有接触无功耗的优点。
弥补了可控硅和交流接触器在低压无功补偿应用方面的不足。
二、型号说明
三、技术参数
1、工作环境条件
环境温度：-45℃～+80℃
相对湿度：40℃时，20%～90%
2、额定工作电压、电流
电压：380V/220V三相电压同步变化不大于±20%
频率：50Hz±5%
电流：100A
3、主要技术指标
使用寿命：100万次
相数：三相，单相
控制容量：三相共补≤30kvar
单相分补≤10kvar
整机功耗：≤1.5V A
接触压降：≤100mV
接点耐压：≥1600V AC
响应时间：≤20ms
每次接通与关断间隔：≥300ms
连续每次接通间隔：≥10S
海拔高度：≤3500M
安全保护功能：
◆电压故障缺相保护
◆电源电压缺相保护
◆自诊故障保护
◆空载保护
◆停电保护
绝缘等级：在正常大气条件下≥10MΩ
起动电压：DC 10V～30V
输入阻抗：≥6.8kΩ
导通阻抗：≤0.003Ω
运行指示：
◆工作指示灯：开关闭合后点亮，开关断开后灭。
◆故障指示灯：出现故障时点亮，故障排除后灭。
四、安装
五、接线方式。
HYFK
4.1 额定电压：AC380V±20%；额定频率：50Hz 4.2 使用寿命：100 万次 4.3 额定工作电流：2mA 4.4 直流控制电压：DC3~18V；直流控制电流：2~10mA 4.5 主要产品型号规格及数据表
补偿 型号规格 方式 HYFK-
控制容量 (kvar)
控制电 控制极 外型尺寸
Ka\Kb\Kc A相、B相、C相电容器投切控制信号，
分别连接至控制器的信号控制端。
N
中性线，连接至电容柜的零线。
指示灯 工作电压220V。
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恒一
9 新品展示 RS485 通信方式 RS485 通信方式
1 插拔式接线 2 控制方式 RS485
10 RS485 通信型接线图示
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1 用本公司的智能电容状态指示器作控制 2 用 RS485 通信线连接
3P
134×100×96
3P
90×160×73
A+B+C 134×100×96
A+B+C 126×156×128
3P
215×108×90
A+B+C 215×108×90
17×28 77×142 17×28 77×138 84×193 84×193
5 外形及安装尺寸
134mm 35mm导轨
100mm
96mm
注：（常规型或 RS485 通信型 控制电流 45A 的产品） 外型尺寸：134×100×96 安装方式：采用 35mm 导轨安装 ; 或采用 φ4mm 螺栓安装 , 安装尺寸：17×28mm
不断超越的电容器专家
6 其它
6.1 使用方法 6.1.1 用户使用 HYFK 系列智能电容器投切开关，建议选用我公司生产的 JKW、RPCF 动态系列无功 功率自动补偿控制器，若选用其它厂家的控制器，需选择晶闸管无触点开关专用控制器。RS485 通信 型智能电容器投切开关，应选用我公司智能电容无功补偿控制器。 6.1.2 在过流保护方面，应选用快速熔断器式隔离开关。短路分断能力≥ 35KA 产品，由于快速熔断器 式隔离开关及断路器在这里是作为过流及短路保护作用，因此应按下表选取断路器的额定电流。详细 电流参数见下表：
复合开关
复合开关的基本工作原理是将可控硅开关与磁保持继电器并联，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过零投切的优点，而在正常接通期间又具有接触器开关无功耗的优点。
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。
GZ1000智能型复合开关 使用优点简介产品名称： 复合开关 产品品牌： 国自 型号规格： GZ1330复合开关的设计背景传统的无功补偿电容器投切器件大致可分为交流接触器、可控硅电子开关两种.但两种开关都存在一定的缺陷:交流接触器在电容器投入和切除时会产生很大的涌流和过压,暂态的高压和投切冲击电流会导致电容器绝缘击穿、接触器触头烧损.可控硅电子开关虽然解决了电容器投切过程中的涌流、过压、分断电弧等问题,但其散热难,需外加辅助散热器件多、结构复杂、成本高,占用空间大.所以两种开关的选用已逐渐不为业界所认同. 复合开关的设计思想复合开关是一种新型的电容器投切装置，它把可控硅和继电器融合在一起形成一个整体，利用可控硅的易控和无触点特性，使可控硅工作在电容器投切瞬间的暂态过程中，起到抑制涌流、过压和拉弧作用，并能实现快速投切。
利用继电器在可靠闭合时，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。
复合开关的组成如框图所示,复合开关的组成结构大致包括:主控单片机、装置电源、控制信号检测电路、驱动电路、开关体几部分。
工作原理1 、控制信号的检测复合开关必须检测由控制器发来的控制信号,这个过程是由复合开关内的单片机通过采集I/O 口的状态获得,具体如下：控制信号经过隔离用的快速光耦,再经过低通滤波电路传递到单片机I/O 口上.单片机定时扫描I/O 口的变化,再利用软件滤波去除干扰,确定出正确的信息,最后依据此信息决定开关的开合. 工作原理2 、投入动作过程先投可控硅,可控硅的触发电路由两个带有过零检测功能的光耦及附属滤波电路组成,只有在单片机发出的投切信号及电网此相电压过零条件同时成立情况下,两光耦才导通,把交流触发信号送给可控硅,让可控硅导通.可控硅导通后,接着驱动磁保持继电器吸合,使两路开关并联工作于同一相,直到磁保持继电器可靠闭合复合开关原理示意图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。
FK系列智能复合开关产品使用说明书
FK系列智能复合开关产品使用说明书1. 产品简介FK系列智能复合开关（简称复合开关）有共补开关(FK300)和分补开关(FK100)两种，共补开关用于投切三相电容，即三角型接法的电容；分补开关用于投切单相电容，即分别接三只单相电容的一端，三只单相电容的另一端接零线。
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。
复合开关具有无冲击、低功耗、高寿命等显着优点，可替代接触器或晶闸管开关，广泛用于低压无功补偿领域。
该产品通过了电力工业电力设备及仪表质量检验测试中心的检验。
2. 功能特点☆电压过零投入，电流过零切断；☆开关接通后低功耗，不用外加散热片；☆无需外接串联电抗器；☆输入信号与开关光电隔离；☆可直接与无功补偿控制器配合使用；☆内置控制电源，无需外配电源；☆具有开关状态指示灯，电容接通时，指示灯亮；☆抗干扰能力强，高EMC保护措施；3. 技术参数3.1 主电路3.2 控制电路3.3 电磁兼容3.4 工作条件①：除火灾、爆炸、水淹、强化学腐蚀等场所外的地方。
3.5 设备尺寸４．选型对照表①对分补开关而言，电容容量是指三只单相容量之和。
②分补开关有两种控制形式，分别支持控制器输出采用公共正端（Z）或公共负端（F）的方式，用户订货需指明。
③有谐波的场合，需根据实际承载电流的大小，提高所选复合开关的规格容量，否则将造成开关损坏；另外，复合开关不适用于频繁投切的场所。
5. 接线说明下图是FK系列复合开关的三种面板示意图（以20kvar开关为例）：智能复合开关智能复合开关智能复合开关①A1、B1、C1对应三相系统输入；A2、B2、C2对应三相输出，接电力电容。
②N为零线，其从二次回路引入，用于对开关内部的控制电源供电。
③开关面膜上的COM端为控制电平输出的公共端，对FK100-20F而言，其为负电平；对FK100-20Z而言，其为正电平，以适应不同控制器的要求。
SD-FHN智能复合投切电容器开关
SD-FHN智能复合投切电容器开关简介为了改进传统无功补偿设备中采用接触器开关投切电容器所引起的涌流及故障率较高等问题；以及为了解决无功补偿设备采用纯无触点开关投切电容器所引起的谐波及散热难等问题；北京双电公司在多年从事无功补偿装置研究的基础上，开发出SD-FHN智能复合投切电容器开关（以下简称SD-FHN复合开关）。
它吸收了接触器导通内阻小、不发热及可控硅零电压投入、零电流切除的优点，摒弃了他们存在的种种缺陷，是接触器及晶闸管开关的理想换代产品。
1．产品特点（1）内含微处理器，智能控制电容器投切。
（2）以可控硅通断电容器组，无电弧、无涌流、响应快。
（3）运行时机械触点电阻接近于0，功耗低。
（4）不产生合闸涌流，不需再选用限流电抗器，降低了成套装置成本。
（5）不发热、可安装于封闭式箱体内。
（6）微功耗，真正的节电开关。
（7）结构简单、安装方便，综合成本低于晶闸管开关。
（8）故障率低，使用寿命长于可控硅及接触器。
（9）温度范围宽。
（10）控制信号的电压可为5VDC（标配）或12VDC（特配）电平控制。
（11）SD-FHN系列复合开关既可控制三相“△”形接法的电容器（即三相共补），又可分相控制“Y-0”接法的电容器（即分相补偿）。
2．主要技术参数额定电流SD-FHN-20G、-20F 35A SD-FHN-30G、-30F 50A额定电压AC380V 50Hz工作温度-30℃~+70℃投切次数 1×106次控制电压 5 VDC（标配）或12VDC（特配）控制电流6mA(分相控制)，18mA(三相控制)3．型号说明SD-FHN-□□4．使用方法用户若使用SD-FHN智能复合开关，可选用我公司生产的SD-9520JZ(G) 电力综合测控仪、SD-9520QZ（G）电力综合测控仪或者SD-FCK2000电力综合测控仪，其接线方法见后面附图。
用户若选用其它厂家的控制器，该控制器输出应为5VDC或12VDC电平输出。
一种实用的智能型复合开关
近年来，随着电力电子的发展，复合开关逐渐应用在低压无功补偿装置中电容器组投切、运行工作中。
复合开关通过控制芯片控制，在检测电压过零时先发出双向可控硅导通信号，导通双向可控硅然后再发出继电器导通信号，接通磁保持继电器，从而消除了开关接通时的电容器的瞬间涌流。
此控制过程中电压过零检测尤其重要，必须准确检测且不受干扰，才能保证可控硅在电压过零点导通，实现无涌流投切。
1 复合开关的设计方案本复合开关包括在电网电压过零时接通的可控开关和可控硅，可控开关与电网连接构成闭合回路，可控硅的控制端连接在闭合回路中，可控开关接通时，电网所在回路接通，可控硅的控制端得电进而控制可控硅导通。
应用以上技术方案，可控开关可直接通过对电网电压的过零检测实现对可控硅的导通控制，无需通过电压比较器和控制器来实现，避免了电网电压在转换时产生的误差，保证了可控硅在电压过零点时立即投入工作，不会造成电容器和电路中的电压差和电压叠加，进而避免了因涌流而发生的各种问题，延长了无功补偿装置的寿命和减小了对其他用电设备的冲击。
图1复合开关设计方案框图复合开关设计方案框图如图1所示，主要由可控硅、可控硅开关、磁保持继电器、继电器驱动电路，控制器等组成。
2 控制系统的硬件电路、原理基于单片机STM32控制的复合开关接到控制信号后有两部分控制电路。
一部分控制触发可控硅，一部分控制使磁保持继电器触点闭合或断开。
当复合开关接到投入信号后需触发可控硅，为了使电容器组的投入对电网的影响降到最小，在检测到电网电压为零时刻触发可控硅。
电容器组投入以后，由于磁保持继电器靠强磁力就可使触点闭合，工作时无需给线圈持续供电，这样可以减小功耗。
但由于强磁力的存在，要改变触点状态，需给线圈加反向直流脉冲电压，设计上就要求有一个正负脉冲极性转换电路。
该复合开关的可控硅与磁保持继电器触点采用并联结构，它们的导通切除需要有一个很好的时序配合才可消除涌流现象，延长其使用寿命。
2.1可控硅触发电路图2 可控硅触发电路原理框图光电双向可控硅驱动器内部有电压过零检测的功能，光电双向可控硅驱动器上有12V使能信号的情况下，假如电网电压为正半轴正向电压时，可控硅SCR1两端电压，阳极A1的电压大于阴极K1的电压，当电压过零时，驱动电流方向为可控硅SCR2的阴极K2---二极管D1---光电双向可控硅驱动器---电阻R12---可控硅SCR1的控制极G1，可控硅SCR1的控制极G1和阴极K1形成压差，可控硅SCR1正向导通，可控硅SCR2反向关断。
复合开关的工作原理介绍
复合开关的工作原理介绍复合开关是一种常用的电气设备，广泛应用于工业控制系统中。
它由多个开关组件组合而成，可以实现多种不同的功能。
本文将详细介绍复合开关的工作原理，包括其结构、工作方式和应用场景。
一、结构复合开关通常由开关机构、触头、弹簧、电磁元件和外壳等组成。
1. 开关机构：复合开关的开关机构用于控制开关的开闭状态。
常见的开关机构有旋转式、推动式和摇杆式等。
2. 触头：复合开关的触头是用来接通或断开电路的部件。
触头通常由导电材料制成，能够承受一定的电流和电压。
3. 弹簧：复合开关的弹簧用于保持触头的接触状态。
当开关机构操作时，弹簧会使触头产生一定的压力，确保电路的可靠接通。
4. 电磁元件：复合开关中的电磁元件通常包括电磁铁和电磁继电器等。
它们能够通过电磁作用产生力，实现开关的远程控制。
5. 外壳：复合开关的外壳起到保护内部组件的作用，同时也提供了安装和连接电路的接口。
二、工作方式复合开关的工作方式主要取决于开关机构和电磁元件的组合。
1. 手动控制方式：当开关机构为旋转式或推动式时，复合开关可以通过手动操作来控制电路的开闭状态。
这种方式适用于需要频繁调整的场景。
2. 自动控制方式：当开关机构为电磁继电器时，复合开关可以通过电磁元件的控制信号来实现电路的开闭。
这种方式适用于需要远程控制或自动化控制的场景。
三、应用场景复合开关广泛应用于各种工业控制系统中，常见的应用场景包括：1. 电力系统：复合开关可以用于电力系统的开闭操作，实现对电路的控制和保护。
2. 自动化设备：复合开关可以用于自动化设备的控制，如机械臂、输送带等。
3. 照明系统：复合开关可以用于照明系统的开闭操作，实现对灯具的控制。
4. 通信设备：复合开关可以用于通信设备的开闭操作，实现对信号的控制和切换。
总结：复合开关是一种常用的电气设备，通过多个开关组件的组合，实现了多种不同的功能。
其工作原理主要包括开关机构、触头、弹簧、电磁元件和外壳等组成。
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安科瑞 戴金花
1 产品概述
低压复合开关是新一代低压无功补偿装置中的电容器投切装置，基本 工作原理：将可控硅和磁保持继电器并联，由内部单片机控制，在投入和 切 除 的 瞬 间 由 可 控 硅 承 担 过 零 投 切 ，之 后 由 磁 保 持 继 电 器 接 通 运 行 。因 此 ， 复合开关既有过零投切无涌流的优点，又有交流接触器运行无功耗的长 处，可避免可控硅运行发热和接触器切除时有火花的缺点。 2 执行标准
≤20
AFK-2D/45A
55A 分补型
70A
≤30 ≤40
AFK-2D/55A AFK-2D/70A
80A
≤50
AFK-2D/80A
45A
≤20
AFK-2L/45A
相间型
55A
≤30
AFK-2L/55A
70A
≤40
AFK-2L/70A
注：B 型复合开关与 A 型复合开关只是尺寸不同，B 型尺寸最大额定电流
作 重复投切时间：自前一次切除完成后，经过2s的延时，即可再次进行
投入动作 磁保持继电器机械寿命：106次
5 使用案例
5.1 三相共补接线图（配功率因数自动补偿控制器）
5.2 三 相 混 补 接 线 图 （ 配 功 率 因 数 自 动 补 偿 控 制 器 ）
技术支持及销售顾问：戴金花 18860995103 0510-86179967
70A，其他电性能均一致，选型需标明尺寸，不标注则默认 A 型尺寸。
4 主要指标
4.1 环境条件 海拔高度：≤2000m 环境温度：-25～55℃ 相对湿度：40℃，20～90% 大气压力：79.5～106.0Kpa 周围坏境无导电尘埃及腐蚀性气体，无易燃易爆的介质
4.2 额定电压 三相型：AC380V±20%，50Hz±10% 分相型：AC220V±20%，50Hz±10% 电流规格：45A、55A、70A、80A 工作电源：AC220V±20%，50Hz±10% 电源电压谐波畸变率：≤5% 控制电压：可接受控制输出的直流5V-12V/10mA控制信号 本机功耗：≤3VA 动态响应时间：控制发出投入或切除信号后，1s内完成投入或切除动
GB/T 14048.4-2010 低压复合开关和晶闸管动态投切开关执行标准
3 型号说明
表 1 选型表
补偿方式额定电流
配电容器容量 （kvar）
规格型号
45A
≤20
AFK-3D/45A
55A 共补型
70A
≤30 ≤40
AFK-3D/55A AFK-3D/70A
80A
≤50
AFK-3D/80A
45A