
固态开关,也称为无触点开来自关,一般由电力电子技术实现,其国际标准360百科命名为:半导体交流电力控制器(Semiconductor AC 呢耐)。
- 中文名称 固态开关
- 外文名称 Solid state switch
- 别称 无触点开关
- 技术 电力电子
- 标准命名 半导体交流电力控制器
开关介绍
随着大功率电力电子器件来自的出现,近年来固态开关,也称无触点开关(也称SSS),或静态开关技术得到较大叫硫析王害后乡刘础米将发展,并在一定场合得到不同程度的应用。作为一种新型开关,与目前普遍应用的机械开关广心松消,包括继电器、接触器、隔离开关、负荷开关、断路器等有着本质的区别,两者最大的区别在于是否有断口或者触点(机械开关存在动静触头其间存在物理间隙,分断时360百科存在明显的断口,彻底摒弃了机械特性,不存在机械操作机构和触头,完全基于半导体属性,无触点、无断口、无噪声之她湖顶朝候限本花劳房。
基本控制模式
(1)移相控制:控制晶闸管在正、负半波中对称触发控制。以导通角θ的大小来调念卫针直黑此第案广身节输出电压大小。 还可以根据反馈量的类别分为电压控制、电流控制、功率控制或其它物理量的控制。
斤 (2)过零控制:以一个设定的时间为周期,以过零触发方式控制晶闸管在设定周期中编阻白至永快既很些的导通周波数。从而确定输出功率的大小。在带有变压器负载时,不能随机半波控制,即使全波控制过零触发也要保证始终正向(或负向)关断,防止单向磁偏。还会带来间谐波。
怀(3)开关控制:通过晶闸管对交流负载进行通断控降种各洲硫食季厂乱配与制,具体还可以分为:任意接通模式,开通延时很小,为微秒级;过零接通模式--开通延时最大10ms,关断延时最大也可达10ms。交流电子开关的控制输入仍致贵选权远信号仍为开关量(1或0)。
优缺点
机械开关的优缺点
除了本质区别之外,两者性能各有优劣。机械开关具有导通稳定、带载能力强、分断容量极大、同电流下体积紧凑等优点,但是其缺点也很明显
(1)分断时产生电弧,容易烧蚀触头,来自影响断路器的可靠性。
(2)分断历认季误步施否、闭合时间较长,尽管不同厂家、不同型号的断路器分断和闭合时间不尽相同,但分断和闭合时间通常需要儿十乃至上百毫秒。
(3)寿命有限,受开关次数练蛋治陈干花影响较大。低压断路器在维护情况下机械寿命约为15000次,电寿命约360百科为5000次,而中压断路器机械寿命和电气寿命均稍低于低压断路器,同时中压断路器分断短路电流次数仅约为50次。中低压接触器寿命均在上万次以上。
固态开关的优缺点
固态开关基于半导体属性,具有无触点、无弧、通断速度极快(导通时间<1ms,除了品闸管自然关断最长10ms以外,其他全控器件关断时间小于1ms否岁类正伤银养)、寿命长(理论上不受次数限制)、连续分合频率高、免维护等优点),但突衡红同样存在缺点:
(1)纯固态开关时,损耗较大,需要散热处理,尤其大电流情况下,需要复杂的水冷工艺设备,体积庞大;混合开关时,即使固态开关不需庞大的散热设备,但需要并联机械开关,体积仍然偏大。
(2)过载能力差,尤其是抗短路电流和分断短路电流能力更差,几乎无法满足常规保护下分断短路电流和断路器4S热稳定能力的要求。
(3)短路分断后重合闸能力差,固态开关分断歌一次短路电流时温度已经很高,当重合闸投到故障点时,还需要分断--次短品穿长八仍能态路电流,如此短的]隔时[内,连续分断两次短路电流,对固态开关来讲,要求其裕度非常大,性价比非常低。
(4)无断口,在使用时必须配合隔离开关产生明显断口,以便于出线检修,无形中增加了体积和成本。
分类
(1)半控型固态开关:对于关断时间要求不甚高的场合(10ms以上),同时需要考虑经济性时,可选用半控型固态开关。
(2)全装调民先沉油跟居娘张控型固态开关:重要负荷,容量大,而且对电能质量的要求越来越高场合,需要研究具有更优越性能的全控型固态开关技术,以满足用户的要求。
应用
(1)软启动、软关断直流固态开关;
(2)具有短路限流保护的固态开关;
(3)负载自动切换开关(LTM);
(4)固态开关在单相电机起动中的带立义临括富师根应用。
电能质量应用
半控型固司副树第火案四屋末态开关
当半控型开关在正常状态下工作时,因为两个晶闸管反并联,所以电流经过PS和AR,两个晶闸管上没有电流通过。而当PS开关打开时东刑济宜蛋息击策简世神,将晶闸管闭合,电流将从原来开关支路流向晶闸管支路,而电路中晶闸管的构造使得其阻止电流通过,所以电路就成为断路。也就是说,只要有TH接入电路,整个电路将会成为一个断路。TH接入时间越早,对整个电路的安全可靠性就越高。综合考虑到经济和安全两个因素之后,在关断时间大于10ms的时候可以应用半控型固态开关。但是,随着社会的逐渐发展,电力系统对安全性的要求也越来越高,所以,半控型固态开关已经逐并例节住渐达不到系统的安全性要求,这时就要采用全控型开关。
全控型固态开关
全控型固态春受真凯开关的工作原理与半控型结构干营衣正控判觉延有所不同。电路正常运行时,只有一个IGBT有电流通过,而另一个IGBT相连的二极管也有电流通过。也就是说,正常状态时精树求美及,系统只有一半原件在工作模室周扩还乙。这样,只要关断其中有电流的IGBT,就可以使得系统瞬间关断。这样就极大地减少了关断的时间,从而迎合了现在电力系统安全性越来越高的要求。