一、概述

智能晶闸管开关模块是应用于电力电容器快速投切的功率器件，该产品主要采用双向可控硅、触发电路、吸收电路、温度保护开关、散热片以及冷却装置等元件组成。该开关在投切时无涌流、导通性能好、响应速度快、内置过温保护开关以及控制风机自动运行的开关，从而保证该产品长期工作的安全与稳定，本产品适合用在动态补偿及谐波治理电容的频繁投切。

二、特点

l 过零投切、无涌流，不会造成电网电压闪变

l 采用晶闸管模块，可靠性，稳定性高

l 光电隔离，抗干扰能力强，响应迅速（20ms）

l LED信号灯显示投切状态

l 内置冷却风扇，XR-TH-50/690_质量好晶闸管开关厂家_深圳市中科兴瑞电气有限公司，自动控制风扇启停

l 内置过温保护

l 全金属外壳，散热好

l 可触摸式安全连接技术

l 操作无噪音，无机械磨损，大大延长使用寿命

l 接线及维护简单方便

三、执行标准GB/T29312-2012

  无功补偿是电力系统运行的基本要求。为了在电力系统运行中进行无功平衡，必须对各种电力负荷所需的无功功率进行补偿。无功补偿的方法有调相机补偿和电容器组补偿等，其中有效和易于实施的是在靠近负荷点的地方进行就地无功补偿。由于无功补偿挂接在电网上主要是通过自动投入和切除电力电容器来达到补偿效果，因此，控制电容器投切的开关元件性能对整个装置的质量和稳定性起着非常关键的作用。目前，国内的无功补偿产品控制器普遍采用交流接触器或可控硅作为开关元件来控制电容器的通断。

电容补偿装置的投切开关方式和特点：电容式补偿装置的投切开关主要有交流普通接触器、带预设电阻的专用接触器和晶闸管电子开关等方式。

晶闸管电子开关模块的内部功能 

晶闸管电子开关模块主要包括反并联晶闸管、过零检测触发模块、抑制过电压的阻容吸收装置和散热装置。 

1过零触发模块

由于切除的电容器上一般都有剩余电压，而电容器两端的电压不能突变，因此，当系统电压和电容器残压的差值较大时，触发晶闸管会产生很大的冲击电流，而可能直接损坏晶闸管。为了实现动态无功补偿装置快速响应，同时又保证投切无冲击电流，因此需要检测电容器电压和电网电压。只有当两者大小相等、极性相同时，才能瞬时投入电容。因此需要加装过零触发模块。目前，从晶闸管两端取得过零信号的典型触发电路是MOC3083。MOC3083芯片内部有过零触发判断电路，它是为220V电网电压设计的专门芯片，其芯片的双向可控硅耐压为800V。在4、6两端电压低于12V时，如果输入触发电流，其内部的双向可控硅导通。图1所示是用在380V电网的TSC电路上串联两只MOC3083的过零触发模块的内部电路图。

事实上，在非过零触发时，其电流冲击往往能达到稳定值的3倍以上，而当过零触发时，其电流冲击一般仅为稳定值的1.5倍，而其电容电压冲击仅为稳定值的1.15倍。

2抑制过电压阻容吸收装置

模块过压保护一般也可采用阻容吸收法。对于持续时间较短，能量不大的过电压，一般可在模块两端并联阻容吸收电路，用吸收电容把过电压的电磁能量变成静电能量存贮起来。而用吸收电阻不但可以防止电路振荡，还可限制晶闸管导通时电容放电所产生的开通损耗和di／dt值。并联在晶闸管开关模块的RC值可参考表2。

需要说明的是，阻容吸收电路中的电容应采用交流电容器，其输入电压为380V时，应采用630V，输入电压为220V时，则可采用500V的电容耐压。

3散热装置 

晶闸管开关模块在运行过程中，其晶闸管芯片的结温将升高。为了使结温维持在125℃额定值以下，必须使用散热器。而且，散热条件的好坏，也直接影响模块的安全、稳定和可靠运行。目前，散热方法有水冷、风冷(强迫和自然风冷)和热管冷却等方法。这里简要介绍风冷散热器的选择方法。

晶闸管开关模块的主电路由二个反并联晶闸管组成。根据模块内单个晶闸管的通态平均电流IT、通态峰值电压VRM、模块接触热RTHCH、以及平均功率(PT=0.85VRMIT，即可计算出散热装置的热阻RTHCA：

求出散热器热阻RTHCA后，再选定相应的散热器的型号规格(DXC-450DXC-616DXC-573)，事实上，散热器的热阻应比计算的热阻小，即：

若一个散热器上装有几个模块，则可将∑PT=nPT代人式(3)，并求出∑PT，然后再选定散热器。根据可选散热器的热阻值(或散热器的热阻曲线)即可选定合适的散热器长度。 

在无功补偿实际应用中，可将晶闸管电子开关模块用在TSC低压无功补偿以替代接触器，这样，就可以在开关电压过零时投入补偿电容量，XR-TH-50/690_晶闸管开关销售_深圳市中科兴瑞电气有限公司，从而避免了冲击电流的产生和瞬间电网电压的波动。图2所示是其工作波形图。

通过对低压无功补偿装置两种投切开关的分析与比较，可以看出，晶闸管电子无触点开关不但具有过零投切涌流小、无过电压等优点，而且可以解决工作时的散热问题。在实际工作中，其操作寿命几乎是无限的，可以频繁投切，而且投切时刻可以控制，因此，XR-TH-50/690_XR-TH-100/400_深圳市中科兴瑞电气有限公司，能实现无过渡过程的平稳投入和切除，其动态响应时间仅为0.01～0.02s，因而是电容投切比较理想的开关。

技术参数

额定电压380V

额定频率50/60Hz

驱动电流≤10mA

额定电流≤96A

投切响应时间≤20ms

安装位置室内

防护等级IP30

控制信号DC12V / RS485

工作环境温度：-25℃~55℃

湿度：20%~90%（40℃）

大气压力：86kPa~106kPa（海拔高度不超过2000m）无剧烈震动、冲击，无导电尘埃和腐蚀性气体

风机参数额定电压：380Vac/50Hz

额定功率：30W

温度参数冷却方式：风冷/自冷

过热保护：自动切除电容器组使用寿命10年以上

晶闸管电子开关充分利用了电压过零触发、电流过零切除、开关无触点、响应速度快等晶闸管特性，可使电容上的电压从零快速上升到额定工作电压。而在断开时，晶闸管上的电流过零切除．可实现电容器投入无涌流、切除无过压、投切无电弧的快速动态补偿功能，故能较好地解决电容器投切时产生的暂态冲击问题。但是，晶闸管在导通状态下存在较大的管压降(1V左右)，故在工作时，应考虑消耗功率和其产生和散发的大量热量，而这会使运行和维护的成本加大。

晶闸管电子开关模块主要包括反并联晶闸管、过零检测触发模块、抑制过电压的阻容吸收装置和散热装置。

晶闸管开关搭配无功补偿电力电容器、滤波电抗器、控制器等才能更好的改善电能质量。

晶闸管的应用场景非常广泛，在发电站就是其中一个场景。在高压直流输电中，必须借助转换站将大量的交流电转换为直流电。之后，直流电被传输到用户。这项重要的转换任务由称为“晶闸管”的半导体开关设备执行，更具体地说，由硅控整流器执行。