高频电源资料合集

南京国电环保设备有限公司HF-01型电除尘器高频电源 国电黄金埠电厂资料目录第一部分 高频电源培训资料31、电除尘器的常用术语32、产品概述33、产品组成34、运行工作方式4第二部分 高频高压大功率开关电源技术报告5一、概述51、ESP负载特性及对高压电源的要求52、高频电源开发、应用的现实性53、技术特性64、系统结构框图6二、高频电源工作原理8三、除尘效率的对比9四 、高频电源节能10第三部分12施工方案12一、高频电源改造工程的内容13二、施工顺序13三、施工图15四、高频电源改造工程的时间与进度15五、高频电源改造工程的人员安排15六、质量控制措施15七、安全保障措施16八、文明施工17附图1：高频电源安装、电源转接箱位置及通讯电缆布置图18附图3：高压控制柜主回路改造图19第四部分 高频电源外形、安装及电气接线图211、电源转接箱外形图212、高频电源安装着地图223、高频电源通信配置图234、高压系统电气一次系统图245、高频电源端子接线图25第五部分 黄金埠电厂高频电源调试进度报告251、高频电源调试进度262、高频电源调试备注26附表1：黄金埠电厂1号锅炉投运后16台高频电源运行数据以及参数设置参考值27附表2：高频电源运行数据28第六部分 竣工报告29国电黄金埠发电有限公司外包工程项目竣工报告29第一部分 高频电源培训资料1、电除尘器的常用术语1 一次电压：输入到整流变压器初级侧的交流电压1 一次电流：输入到整流变压器初级侧的交流电流1 二次电压：整流变压器输出的直流电压1 二次电流：整流变压器输出的直流电流1 除尘效率：含尘烟气流经除尘器时，被捕集的粉尘量与原有粉尘量之比称为除尘效率。在数值上近似等于额定工况下除尘器进、出口烟气含尘浓度之差与进口烟气含尘浓度之比。 如设入口浓度为d1，出口浓度为d2，则 除尘效率=(入口浓度-出口浓度)/入口浓度*100% =(d1-d2)/d1*100%1 电晕放电：当电场两端外加电压升到某一临界值（即电场达到了气体击穿的强度）时，在电晕极附近很小范围内出现蓝白色辉光并伴有咝咝的响声，这种现象称为电晕放电。1 电晕电流：发生电晕放电时，在电极间流过的电流叫电晕电流1 电晕功率：输入到电除尘器的有效功率，它等于两极间的平均电压和平均电流的乘积。1 火花放电：在产生电晕放电之后，当极间的电压继续升到某一值时，两极间产生一个接一个的，瞬时的，通过整个间隙的火花闪络和噼叭声，这种现象称为火花放电。1 电弧放电：在火花放电之后，苦再提高外加电压，就会使气体间隙强烈击穿，出现持续放电，爆发出强光和强烈的爆烈声并伴有高温，这种现象称为电弧放电。1 伏安特性：电除尘器工作过程中，电晕电流与施加电压之间的关糸称为伏安特性。1 空载伏安特性：电除尘器未通入烟气时，电场中仅为空气介质时的伏安特性称为空载伏安特性。1 负载伏安特性：电除尘器在运行情况下，电场为烟气介质时的伏安特性称为负载伏安特性。1 电除尘器是利用高电压产生的强电场使气体电离，即产生电晕放电，进而使粉尘荷电，并在电场力作用下，使气体中的悬浮粒子分离出来的装置。主要包括五个物理过程：1 （1）施加高电压产生强场强使气体电离，即电晕放电。1 （2）悬浮尘粒的荷电1 （3）荷电尘粒在电场力作用下向电极运动1 （4）荷电尘粒在电场中被捕集1 （5）振打清灰2、产品概述高频高压整流电源是电除尘器的关键设备之一，它的主要作用是向电除尘器电场提供直流高压和直流电流,提供烟气粉尘荷电电荷和收集粉尘的电场力。3、产品组成高频高压整流电源主要由低压配电系统、散热系统、高压整流变压器等部件组成。4、运行工作方式l 方式0 手动连续运行方式 用于调试和工况不太好的情况下。通过调整脉冲周期实现对高频高压电源的功率控制。l 方式1 简易脉冲供电运行方式 工作在简易脉冲供电运行方式是周期性地改变供电幅度，供几个高波，供几个低波。此种工作方式具有节能效果。其供电的高低波个数和周期可修改。l 方式2 自动连续运行方式 工作在跟踪二次电流、二次电压设定值的运行方式。第二部分 高频高压大功率开关电源技术报告一、概述1、ESP负载特性及对高压电源的要求u ESP负载特性：ESP的高压电场等效为R、C并联负载： 其中C为高压电场的等效电容，一般为几千几万PF，R为可变电阻，随ESP工况随时变化。电场经常发生击穿（称为闪络）或偶尔短路。 可见，该电源的负载是变动负载，尤其在发生闪络或短路时对电源的冲击很大。因此，当发生闪络、短路或其它故障时，必须采取相应措施，保证电源可靠、稳定运行。u ESP对高压电源的要求：n 提供适当波形，以适应不同比电阻。n 自动调节电压，电流以适应ESP工况变化。n 电场闪络后，迅速判断处理，快速启动。n 完善的保护功能:开路，短路，过载，安全联锁。n 供电与振打的配合。2、高频电源开发、应用的现实性 单相SCR电源：n 是环保领域中的重要设备，该产品应用于等离子体放电、除尘、除雾、脱水、空气净化，高效除尘脱硫、杂质分离和多种原料回收等。广泛应用于电力、治金、石油、化工、建材、轻工、电子等行业。 n 传统的高压电源通常采用单相SCR电源，其原理图如下图所示： 但由于控制原理的局限性，使得SCR电源具有如下缺点： 因工作在工频50Hz，使得变压器体积大，重量大,消耗大量铜，铁及变压器油，随着材料价格的上涨，低成本的优势在消失； 交流移相控制，使得电网侧谐波严重。采用两相供电，对电网来说是不均衡负载； 由于采用交流移相调压，使得输出高压波形比较单一，对高浓度粉尘，高比电阻粉尘等工况的适应性比较差。上述原因使得SCR电源面临严峻的挑战。尽管，恒流源、三相SCR电源从某些方面，弥补了SCR电源的不足，但并不能从根本上解决问题。3、技术特性（1）主电路采用高频逆变、高压整流，产生ESP电压。（2）采用IGBT作为开关模块，采用美国TI公司的DSP核心控制芯片。（3）所有电源通过485网络组成网络由上位PC机集中管理：所有电源运行状态（运行参数设置、显示、故障状态）均在上位机集中控制和显示，各个电源的运行又是独立的。（4）先进的控制模式：n 开机软启动。n 智能火花跟踪识别火花及快速的火花处理。n 峰值、平均值独立控制。n 根据不同负载，产生合适波形。n 谐振逆变技术。（5）完善的保护功能：闪络、开路、短路、过载、欠压、过热 （IGBT、油温）及通讯失败等处理及报警。4、系统结构框图4.1.主回路框图：主回路框图（无风扇连锁）主回路框图（含风扇连锁）4.2. 控制回路框图：二、高频电源工作原理主电路工作原理SMPS电源采用高频开关逆变和高频升压整流技术产生所需的电压波形。(1)工频整流、滤波三相380V交流经整流桥得到直流电压，再经过滤波电容C，输出平稳的直流电压，大约530V；(2)逆变直流电压经IGBT组成的逆变桥，谐振电容Cs，漏感Ls及高频变压器组成高频谐振式逆变电路。主回路串联谐振，构成准恒流源。设开关频率和串联谐振频率分别为fs和fr，当满足fs1/2fr，谐振电路工作于不连续导电模式。主回路采用串联谐振，一方面使IGBT工作在零电流开通和零电流关断模式，可大大减少IGBT的开关损耗，减少IGBT的温升；另一方面，减少进入高频变压器的高次谐波，减少变压器及硅堆的损耗。(3)高频升压、整流逆变波形经高频变压器升压，再经高频整流桥整流，在ESP负载上得到电压波形。(4)电压调节原理通过PWM、PFM、脉冲个数等调制方法将直流电压调制成一系列脉冲，通过调节脉冲宽度、脉冲频率、脉冲列脉冲数目及停止时间等控制ESP充放电，进而调节ESP电压。一般情况下，上述几种调制方法可以同时使用。主电路图三、除尘效率的对比可控硅二次电压整流成100Hz，输出纹波较大，高频开关电源工作频率为7kHz以上，高频整流后为14kHz，如：蓝线所示，波纹极小，72kV电源就能提供72kV的平均电压，而常规电源如红线所示只能提供60kV的平均直流电压，而且谷值电压仅50kV，很有可能在谷点闪络，因此提供的有效直流电压和电晕电流较小，除尘效率较低。高频开关电源工作频率高，平均电压和峰值电压及闪络电压几乎相等，能输出较大的电晕电流，加上自适应火花浮动电平跟踪控制高，因此除尘效率较高常规工频整流电源闪络电压值低于平均电压，而高频开关电源的闪络电压、峰值电压几乎和实际的平均直流电压相等，在某些情况下可以实现无闪络输出。四 、高频电源节能电除尘器的工作原理：输入高压直流电后，电场内的阳极板和阴极线之间建立了一个非均匀的高压静电场，含尘烟气从电场内阴极线和接地的阳极板之间通过，被强电场电离为正离子和负电子，受电场力的作用，负电子向正极移动的过程中遇到粉尘颗粒，使粉尘颗粒带负电而被吸附到正极极板上。一台300MW火电机组电除尘器，实际电场供电功率在400-1300kW之间，往往要求的除尘效率越高，所需的供电功率也就越大。美国学者怀特，建立数学模型进行计算，最后得出，粉尘荷电后克服空气阻力向极板运动，最后被吸附在极板上，所需要的能量是很小很小的。一台300MW火电机组所配的电除尘器，理论计算，耗电功率仅需15kW，仅占实际电场供电功率的1-3 % ！那么其他的能量哪里去了？原来，由高压电场电离产生的带电离子，只有极少一部分能够被烟气粉尘吸附，用于粉尘收集，其余绝大部分电能在电场内部做了无效的空气电离，被白白浪费掉了。大量的实验证明，采用脉冲电源（电流脉冲宽度在微秒级）可以大幅度增强烟尘的荷电量，减少电场内无效的空气电离所消耗的能量，从而提高电除尘器除尘效率。 第三部分国电黄金埠发电有限公司#1炉600MW机组电除尘器高压高频电源改造施工方案 编制/日期：沈小俊/ 2010年2月25日审批/日期：王强/ 2010年2月25日文件发放号：20100225请国电黄金埠电厂设管部审核 批准人_日期_一、 高频电源改造工程的内容1 拆除原#1炉电除尘器的16台工频变压器，加装16台高频电源（HF-01型 72KV/1.4A）；2 改造#1炉电除尘器高压控制柜；3 保留原#1炉的低压控制系统及上位机；4 #1炉加装一套高频电源系统上位机；二、 施工顺序1前期准备：l 将改造所需的设备、材料、元件、工具等准备好；l 进厂施工人员做好安全培训，办理出入证，并办理现场施工工作票；l 改造之前，将控制柜母线排断电，并在控制柜柜门上挂上“禁止合闸，有人工作”警示牌；2通讯电缆敷设：顶部高频电源需根据通讯电缆敷设图施工；高频电源至上位机之间通讯采用光纤，既每台除尘器需敷设一根通讯电缆至上位机操作室，共2根；3上位机的安装和调试；4. #1炉电除尘器工频变压器的拆除；5顶部电源转接箱的安装：A加装位置见附图1；B转接箱尺寸见附图2；C进出电缆要加套金属软管。6高压控制柜的改造：每台控制柜的工作内容为：l 加装母线排至塑壳断路器电缆1根，增加的一相采用软连接，可从相邻控制柜中取；l 拆除控制柜中的双向可控硅，拆除塑壳断路器下端的铜排；l 采用铜排连接，更换塑壳断路器至柜底部绝缘子的连线；l 保留原电流互感器；l 保留控制柜中的一次电压表和一次电流表的指示；l 将原6芯动力电缆，分为3芯作为三相电源线。7工频整流变压器的拆线和吊卸A吊装顺序为：从最远离升降机上下的1台开始至最外口的1台结束。B拆除工频整流变压器的所有机械与电气连接。C吊卸整流变，直接放置0米并立即移走至指定位置。8高频电源的吊装与就位、接线、预调试A吊装高频电源并直接就位；B连接高压动力电缆线至电源转接箱；C连接3根70mm2电缆线至高频电源；D连接通信电缆。包括：高频电源端和上位机端；E机械和电气紧固件检查；F高频电源预调试；G上电调试。9高频电源的调试与投运A上电检查通信是否完好；B检查各工作状态；C调整工作模式。三、 施工图1 顶部高频电源通讯电缆敷设图：见附图1；2 高频电源安装图：见附图1；3 高压柜改接施工图：附图3。四、 高频电源改造工程的时间与进度1 工程工期：工程拟定于2010-3-15开始，2010-3-30结束。2 工程进度表：附表1五、 高频电源改造工程的人员安排1 工程双方设立该工程负责人，对工程进度、工程质量负责；2 工程人员安排表（现场施工负责人2名；现场设备安装8名；设备、软件调试1名；）。见附表1六、 质量控制措施1 组织现场人员认真学习施工方案及措施，施工前由负责人下达电气设备技术交底单，写出安装重点和技术质量要求，作业人员分工明确。2 每完成一项分项工程先进行自检，合格后，后方可邀业主单位进行交接验收，并填写验收单。3 遵循谁施工谁负责质量的原则，发现现场安装人员在施工过程中违反操作规程，不按图纸施工，必须及时纠正和制止，如造成不良后果的严肃处理。4 施工过程中，要注意已安装的工艺设备的成品保护工作。5 在安装工程的全过程中，要注意各种质量资料的收集整理工作，以确保竣工文件的准确性、科学性及完整性。七、 安全保障措施1. 施工前，现场施工人员必须进行岗前安全培训，重要工序必须有安全监护人或安全员在场。2. 现场施工人员要严格按照技术、安全交底的内容，按照公司的操作规程进行施工，严禁违章作业。3. 进入施工现场的人员必须戴安全帽，操作人员还应穿戴好防护用具，特种作业人员必须持证上岗，现场严禁抛接物品。4. 现场使用的一切电气设备均应设防护装置加设漏电保护开关，设专职电工定期检查和维护，设备应完好安全。5. 重要的现场施工设备使用后，应及时收回并妥善保管，并交有专人负责。6. 上下脚手架必须走安全梯。安全梯必须搭设有足够的强度和稳定；电缆沟内作业要有临时照明设备，电压应符合要求。7. 现场施工人员应当遵守国家、电厂和公司制定的施工法规，遵守业主单位制定的安全施工制度。八、 文明施工1. 施工现场材料码放整齐，并经常保持整洁卫生。2. 施工现场严禁吸烟，不随地便溺，不准随意燃放物品。3. 使用文明语言，不做不文明举止，不打架斗殴，禁止酒后施工。南京国电环保设备有限公司2010-2-25附图1：高频电源安装、电源转接箱位置及通讯电缆布置图附图3：高压控制柜主回路改造图第四部分 高频电源外形、安装及电气接线图1、电源转接箱外形图2、高频电源安装着地图3、高频电源通信配置图4、高压系统电气一次系统图5、高频电源端子接线图第五部分 黄金埠电厂高频电源调试进度报告1、高频电源调试进度2010年3月23日：设备(高频高压电源)已安装完成，开始进入调试阶段。经检验：1） 设备工作电源正常：工频交流电流、电压：380V10%；2） 设备已可靠接地；3） RS485通讯光纤电缆已安装完毕。2010年3月24日：调试通讯正常，且电场编号与电源地址一一对应。因雨天暂时未进行调试。2010年3月25日：初步调试时发现有几台高频电源因运输过程颠簸导致IGBT开关管出现裂缝，考虑到可能会影响高频电源的长期稳定运行，我们对其全部进行更换，更换后正常运行。2010年3月26日27日：立即着手更换开关管，并继续调试高频电源，其中四室四电场高频电源滤波器存在问题，更换后恢复正常。2010年3月28日29日：调试完毕并按照操作流程做了高频电源的开路空升实验。2010年3月30日：各电场高频电源全部上电运行正常。2010年4月1日止：根据电厂运行人员要求，黄金埠电厂高频电源操作手册已做出基本修改，上位机软件应要求作出适当修改，同时对运行人员进行了上位机操作培训。2、高频电源调试备注1、四室三电场高频电源升压到61kV左右开始出现固定频率的闪络，电场内部可能需要仔细检查。2、一室四电场和四室四电场高频电源与隔离开关柜间的通道管高压存在放电现象，观察发现通道密封效果不佳，内部存在积水现象，可能会导致绝缘等级下降。3、2010年4月14日晚九点开始试机，二室四电场和四室四电场报I1积分偏励磁，原因如下：三电场和四电场由于采用的阴极线是螺旋线，因此和阳极板间形成稳定的电场所需的电压相对一二电场要高，这样才能形成稳定的电晕电流。 并且形成稳定电场的难易程度与温度的高低成正比。不稳定的电场对电源产生一定的冲击和干扰。在这种情况下可以先将电源运行模式改为手动连续模式，手动延时参数设置在400-600间启动，运行5-10分钟后改回脉冲供电模式正常运行（根据实际情况，自动连续模式也行）。 调试员：石凤军 日期：2010年4月1日附表1：黄金埠电厂1号锅炉投运后16台高频电源运行数据以及参数设置参考值 施工单位：南京国电环保设备有限公司 调试员：石凤军 日期：2010年4月1日附表2：高频电源运行数据高频电源带电场空升的数据电厂名称U1I1U2I2一室一电场5068946938一室二电场4959349955一室三电场4799560744一室四电场4868960799二室一电场4906546818二室二电场5166847876二室三电场4968260823二室四电场4927861744三室一电场4816546823三室二电场5076747817三室三电场4908957740三室四电场5193350262四室一电场4846945867四室