同步開關不僅可用於投切電容器（如LXK系列低壓智慧型選相開關就是專門為無功補償裝置中電容器投切設計的），對於任何需要同步操作的負荷設備都可以使用同步開關（例如為了消除投入空載變壓器時的涌流，就可以使用同步開關，不過這時的投入策略與投入電容器時完全不同，需要在電壓接近峰值時投入），因此，適用於不同用途的同步開關是不能互換的。
基本介紹
- 中文名：同步開關
- 外文名：synchronous switch
- 又名：選相開關
- 性質：是近年來最新發展的技術
- 功能特點：開關接通後低功耗（僅1-3W）
- 學科：電機工程
功能特點,發展歷史,型號說明,保護功能,注意事項,
功能特點
1、電壓過零接通無涌流，電流過零切除無電弧；
2、採用微處理器驅動磁保持繼電器，故障率低；
3、開關接通後低功耗（僅1-3W）；
4、抗諧波能力強，使用壽命長，綜合成本低；
5、輸入信號與開關光電隔離，高EMC保護措施，抗干擾能力強；
6 、具有自診斷故障保護、電源電壓缺相保護、停電保護等功能。
7、結構簡單、安裝方便；
8、能在惡劣環境溫度下(-25℃～+55℃)可靠運行；
9、 既可用於電容器組的三相共補，又可用於電容器組的單相或三相分補；
10、支持螺栓式安裝方式和35mm卡軌式安裝方式。
發展歷史
同步開關（或選相開關）與現在常用的複合開關相比較，省略了與磁保持繼電器接點並聯的晶閘管組件，於是結構簡化，成本降低，又避免了晶閘管組件所容易出現的故障，因此可靠性大大提高。
低壓電容器投切開關的套用經歷了一個由簡單粗獷到理性精細的發展過程：
交流接觸器
最先套用於低壓電容器投切的開關是交流接觸器，這是一種傳統的電容器投切方式，由於三相交流電的相位互成120°，對交流接觸器投切控制，理論上不存在最佳操作相位點（即投切瞬時不可選擇性），使得它投入或切除電網時，要產生一個暫態的過渡過程，又因電容器是電壓不能瞬變的器件，並聯電容器由交流接觸器投切電網時，由於其相位點是隨機的，所以會產生幅值很大、頻率很高的浪涌電流（涌流最大時可能超過100倍電容器額定電流）。涌流不僅會對電網產生不利的干擾，對交流接觸器易產生電弧、易燒損觸頭，而且涌流、過電壓會加速電容器的失效，減少電容器的使用壽命，甚至爆炸，所以採用交流接觸器的投切方式諧波污染大、維護成本高、不適於頻繁操作。為了改善這些缺陷，出現了所謂投切電容器專用接觸器，就是在接觸器的主觸頭處並以帶電阻的輔助觸頭，在合閘時先合上輔助觸頭，然後再合上主觸頭，以此減低浪涌電流；而分閘時時序恰好相反，先分主觸頭，而後再分輔助觸頭，以此減輕電弧對觸頭的燒損。但這一措施僅僅是一種改良而已，並未在根本上解決問題，涌流、過電壓和諧波污染仍然存在，對電容器和裝置的壽命仍有很大的影響，所以其在低壓電容器投切領域的套用將越來越少。但由於其投資低、控制簡單，至今仍在不少技術要求低的地方套用，可以預見，隨著電容器投切開關的發展，將逐步被淘汰。
晶閘管開關
隨著電力電子器件的發展和普及，人們研發出由可控矽為核心的晶閘管開關（固態繼電器)。其原理為通過電壓、電流過零檢測控制，保證在電壓零區附近投入電容器組，從而避免了合閘涌流的產生，而切斷又在電流過零時完成，避免了暫態過電壓的出現，這就從功能上符合了電容器的過零投切的要求，另外由於可控矽的觸發次數沒有限制，可以實現準動態補償（回響時間在毫秒級），因此適用於電容器的頻繁投切，滿足了頻繁變化的負荷情況下的投切要求，相對於交流接觸器有了質的飛躍。然而固態繼電器——晶閘管在套用上有致命的弱點：在通電運行時可控矽導通電壓降約為1V左右，損耗很大（以額定容量100Kvar的補償裝置為例，每相額定電流約為145A，則可控矽額定導通損耗為145×1×3=435W），為了避免PN 結由於功耗發熱引起的熱擊穿，需要使用面積很大的散熱器來降溫，有時甚至需要風扇進行強迫通風，另外可控矽對電壓變化率（dv/dt）非常敏感，遇到操作過電壓及雷擊等電壓突變的情況晶閘管很容易誤導通、導致管子被涌流損壞（因為避雷器只能限制電壓的峰值，並不能降低電壓變化率，所以安裝避雷器無濟於事）。晶閘管開關的缺點是結構複雜、體積大、損耗大、成本高、可靠性差，優點則是能實現過零投切、動作迅速、反應快，因此晶閘管多用於動態補償的場合，而不適用於常規低壓電容投切的無功補償場合。
複合開關
仔細分析研究交流接觸器和可控矽開關的各自優缺點，我們發現如果把二者巧妙地結合起來、優勢互補，即發揮接觸器運行功耗小的優點，又可實現晶閘管開關過零投切的功能，便可以做出一個較為理想的投切元件，這就是複合開關研發的基本思路。這種投切開關同時具備了交流接觸器和電力電子投切開關二者的優點，不但抑制了涌流、避免了拉弧，而且晶閘管功耗明顯降低，不再需要配備笨重的散熱器和冷卻風扇。把二者結合起來的關鍵是兩元件間的時序配合必須默契，可控矽開關負責控制電容器的投入和切除，交流接觸器負責保持電容器投入後的接通，當接觸器投入後可控矽開關就立即退出運行，這樣就避免了晶閘管元件的損耗發熱。這種看似很理想的複合開關在2002 年全國僅有幾家企業可以研發生產，現在生產廠家已增加到數十家。目前的複合開關雖然外型結構和電路有所不同，但內在原理基本相同：用小型三端封裝的可控矽作為電容器的投切單元，用大功率永磁式磁保持繼電器代替交流接觸器負責保持電容器投入後電路的導通，其過零檢測元件是一粒電壓過零型光耦雙向晶閘管。從原理上看，複合開關是一種理想的投切元件，但實際上並非如此，它還存在著一些缺陷：
（1）小型三端（TOP）封裝晶閘管由於結構性原因，目前其短時通流容量只能做得很低（低於60A ），反向耐壓一般也只能達到1600V 左右，這就限制了它的套用範圍。經仿真和計算得到在38OV 的系統電壓下，電容器理想開斷時的穩態過電壓就可能達到1600V ，當系統電壓高於380V （這是常有的情況）或非理想開斷時的暫態過電壓就可能遠大於晶閘管的反向耐壓（1600V） ，眾所周知晶閘管是一種對熱和電衝擊很敏感的半導體元件，一旦出現衝擊電流或電壓超過其容許值，就會立即造成損壞，而且這種損壞是永久性的。實際運行情況也已經表明複合開關的故障率相當高。
（2）由於採用了晶閘管等結構複雜的電子元器件，成本隨之上升，與交流接觸器低廉的價格難以相比。
（3）複合開關的過零是由電壓過零型光耦檢測控制的，從微觀上看它並不是真正意義上的過零投切，而是在觸發電壓低於16V～40V 時（相當於2～5度電角度）導通，仍有一定的涌流。
（4）複合開關技術既使用可控矽又使用繼電器，結構就變得相當複雜，而且由於晶閘管對dv/dt的敏感性也導致其比較容易損壞。
由上述分析比較可見，目前使用於低壓補償裝中的各種投切開關都不是十分完美的，有必要進一步研究開發一種更為理想的電容器過零投切開關。
同步開關（即選相開關）
同步開關是近年來發展起來的一種新型專用無功補償電容器投切開關，是傳統的機械開關與現代微電子技術的完美結合產物。它吸收了交流接觸器控制結構簡單，複合開關零電壓投入、零電流切除等優點，成功地將投入、切除產生的瞬間涌流控制在額定運行電流的3倍以內，完美地解決了在電容器投切過程中出現的高電壓諧波和大涌流等問題。
同步開關不再使用晶閘管元件，而是以單片機為核心，輔以高精度的採樣迴路和合理的程式設計替換了複合開關中最易損壞的晶閘管元件，不僅避免了因晶閘管組件的存在所容易出現的故障，還將選相精度從原來複合開關的2～5電度角提高到1電度角，在一定意義上的做到了無涌流，實現了較為理想的過零投切；而且為了更進一步抑制電容器投切開關開斷時的暫態過電壓，同步開關還增設了有效的放電迴路，將過電壓限定在安全區以內，使其能安全可靠的頻繁投切。
同步開關套用了單片機技術，不僅能通過RS485通訊控制方式對多至64路電容器進行控制，還具備通訊功能，可將基層單位的電氣測量信息實時傳送到上級電網，為發展智慧型化電網作好準備；同步開關還可以實現共補和分補，以適套用戶的不同需求；同步開關的驅動功耗僅有1-3W，最大限度的做到了節約能源。
同步開關不僅可以廣泛套用於低壓無功補償裝置，或作為在特殊場合下的開關元件使用，還特別適用於南方戶外夏天高溫潮濕(+60℃以上)、北方戶外低溫寒冷(-40℃以下)的惡劣環境下長期運行。
綜上所述，同步開關不僅大大提高了電容器投切開關的安全可靠性，還很節能環保、經濟耐用，是交流接觸器及複合開關理想的換代產品，專家普遍認為：同步開關必將替代複合開關和交流接觸器成為無功補償電容器投切開關的主流。
型號說明
型號說明保護功能
- 自診斷故障保護
- 電源電壓缺相保護
- 停電保護
注意事項
- 交流輸入、輸出嚴禁接反，相序要對應；
- 控制信號極性要連線正確；
- 嚴禁在信號輸入端接入220V電壓;負載不得短路；
- 嚴禁將採用△接法的產品接入對零線的電容或其他感性負載零件；
- 注意開關的適用容量；
- 應線上路上接入抗涌流器件（如避雷器）以防衝擊；
- 在諧波較大的場合應接入合適限流電抗器；
- 輸入輸出端子接線必須鈕緊，連線可靠，不得鬆動。
