高频电源产品介绍(最新)

大家好 电除尘用高频高压整流设备产品简介 龙净环保高频电源工程部 目录 高频电源的基本情况龙净高频电源性能介绍高频电源安装 调试申请技术专利现场应用情况推广应用特点结束语 高频电源的基本情况 半导体技术的发展电子技术的发展电除尘技术发展调压方式 可控硅调压脉冲电源高频电源控制方式 火花跟踪 最佳火花率 少火花 供电方式 直流间歇间歇脉冲 高频电源产生 从上世纪八十年代至现在 环保领域电除尘器所使用的高压供电电源基本上都是采用输入为两相的可控硅工频相控电源 其间人们也对此做了不少改进 比如研制了将输入改为三相的可控硅工频相控电源 调幅式LC恒流源等 在系统控制方面也做了许多工作 比如把反馈控制量由电压改成电流 电源调节采用了单片机等等 纵观其上 都是跟不上环保标准不断提高和节能降耗 可持续发展的客观要求 其核心问题是电源的工作频率是工频50HZ 造成电源的变压器体积庞大 耗能耗材 耗费空间 并影响除尘效率的提高 传统低频整流电源 可控硅电源 T R的缺点 归纳起来 电除尘器的这种传统的低频整流电源T R主要有五大缺点 一是工作频率低 转换效率低至75 以下 耗费电能 实际工作大部分在60 70 之间 二是工作频率低 变压器和滤波器体积大 重量重 耗费大量的铜和铁 性价比低 三是电源输入为两相380v交流工频电源 又是工频相位调节 致使输入功率因数低至0 7以下 对电网造成很大的电磁干扰 电磁兼容性差 四是体积庞大的电源控制调节机箱和隔离升压用的工频变压器分居两处 耗费空间 增加基建费用 五是输出纹波大 致使电晕电压低下 波形又是单一的工频波 使得无法适应高比电阻的工况 达不到环保领域粉尘排放标准的新要求 常规的电除尘器可控硅工频相控整流电源T R产生的输出平均电压 比高频电源产生的输出直流电压要低约30 可控硅工频相控整流电源峰值电压在静电除尘器电场中触发火花 显著的限制了加在电极上的平均电压 严重影响电除尘器的除尘效率 高频电源谐振频率30 40KHZ 开关频率在10KHZ左右 同常规的T R相比 高频电源提供了几乎无波动的直流输出 这使的静电除尘器能够以次火花发生点电压运行 从而提高了静电除尘器的供电电压和电流 对于细而低比电阻的灰尘 电除尘器粉尘排放浓度显著降低 如果按30 来计算 则在上述相同工况下 高频开关电源输出引起驱进速度提高比可控硅工频相控整流电源T R要高出69 从而减少了粉尘排放浓度 提高了除尘效率 高频电源的优点 此外 对于高比电阻的工况 高频电源容易得到各式各样的能提高除尘效果的供电波形 常规电源T R则因波形单一 无法提高除尘效率 加上系统控制 高频电源比T R可减少粉尘排放量30 80 上述着重说明了高频开关电源能提高除尘效率 减少粉尘排放量 高频电源克服常规的工频可控硅整流电源T R的前述五个缺点则是显而易见的 1 高频电源的转换效率可高达90 以上 节电20 2 高频电源功率因数达0 9以上 比T R提高0 2 3 高频电源体积重量比T R减为1 3左右 4 高频电源控制柜和变压器集成为一体 比T R省去了控制室 5 在直流供电时它的二次电压波形几乎为一条直线 纹波系数小于5 可控硅电源 0 4A 80kV 重量约1470kg 优点 提供各种电压波形 有效提高除尘效率 具有体积小 重量轻 一体化 效率与功率因数高 采用三相电源对电网影响小 高频开关电源 0 4A 80kV 重量约500kg 瑞典的Alstom公司为主 包括丹麦FLS公司 美国NWL公司等 从九十年代中期开始大力开发该技术 目前全世界约有1000套左右在使用 Alstom公司目前技术领先 其产品的电流容量从0 2A到1A 电压等级60kV 70kV 80kV 据称1 2A的产品很快也要应用 国外研究应用情况 公司重点开发项目 省重点科技攻关项目 04年通过了公司内部鉴定 05年4月工业试运行 一直稳定可靠 效果良好 06年1月通过省级鉴定 鉴定委员会一致认为 高频电源的研制成功使我国成为国际上掌握该项技术的少数几个国家之一 该成果属国内首创 达到国际先进水平 06年获国家级重点新产品及省科技进步一等奖 填补了龙岩市无科技进步一等奖的空白 龙净高频研发情况 工频电源电路框图 不足1 平均电压比峰值电压低 放电电流小不足2 平均电场强度低原因 输出电压波纹大 达到35 45 高频电源电路框图 优点1 放电电流大 可达工频电源的2倍优点2 平均电压高 可达工频电源的1 3倍原因 输出电压波纹小 不到5 高频电源与工频电源输出对比图 结论1 高频电源能提供更大的输出电流结论2 高频电源能提供更高的输出电压 安装高频电源提高功率输出 引用美国NWL公司数据 安装高频电源有助于后电场T R运行 进口没安装SMPS 1 2 T R平均功率11 19Kw进口安装SMPS 1 2 T R平均功率14 38Kw提高 下降 28 进口没安装SMPS 1 3 T R平均功率17 91Kw进口安装SMPS 1 3 T R平均功率20 34Kw提高 下降 14 进口没安装SMPS 1 4 T R平均功率23 38Kw进口安装SMPS 1 4 T R平均功率24 96Kw提高 下降 7 引用美国NWL公司数据 电气参数和工作损耗比较 以0 4A 80kV实测为例 显著降低综合成本 高频电源安装在除尘器顶部 电缆用量显著减少 同时 不占用控制室空间 可节省土建成本 高频电源比SCR电源节能20 以上 设备运行数年节省电费相当于收回全部投资 高频电源有效提高了ESP的收尘效率 减少粉尘排放量在30 以上 用于改造常规电源 花费的成本比本体改造低 改造工期短 效果又好 龙净高频电源性能介绍 高频电源型号 GGYAj A kVG可关断可控元件G采用的半导体材料是硅材料Y仅用于电除尘用高频高压整流设备Aj油浸自冷A额定输出电流kV额定输出电压 主要技术参数 额定直流输出电压等级66 72 80kV额定直流输出电流等级0 4 0 6 0 8 1 0A输入电压 三相电压380V 50Hz变换器形式 全桥串并联混合谐振谐振频率 30kHz 40kHz变换器效率 0 92运行方式 纯直流供电 间歇脉冲供电输出直流电压调节范围 40 100 额定值电流调节范围 20 100 额定值 设备故障保护功能 设备具有重载 轻载保护功能 设备重载 轻载时 设备的二次电流 二次电压应限制在额定值以下 设备自检和自恢复功能一次过流保护功能短路保护功能IGBT IPM 故障保护功能设备开路保护功能设备耐冲击功能变压器油温超限保护功能IGBT IPM 超温保护功能通讯功能 新增控制功能反电晕自动检测与控制功能 根据反电晕指数及时减功率输出来减轻反电晕 反电晕严重时 设备自动进入间歇供电 寻求最佳的脉冲宽度和脉冲频率 减功率或断电振打功能 常规电源的断电振打技术移植到高频电源中 在其内部完成高低压联动控制 完美的火花检测与控制特殊设计的火花检测技术 对高频条件下的火花检测十分有效 对微弱火花也捕捉无遗 闪络无电流冲击波 火花能量得到有效控制 火花熄灭后快速恢复电场能量 电场电压恢复很快 损失极小 可设置火花后恢复曲线 设置火花初值 终值 快升时间 慢升率 恒火花率 火花控制电压波形 高频电源组成与基本原理三大组成 变换器 高频变压器 控制器 高频电源原理框图 主回路工作原理 主回路原理图包括设备主回路 操作控制电路和辅助电路 如冷却风机 等几个部分 三相交流380V电源经断路器QF1 接触器KM1 经三相整流桥整流后 经电阻R5为电解电容 C4 1 C4 2 C4 3 C5 1 C5 2 C5 3 充电 充电基本完成后 接触器KM2得电吸合 断开R5 这时主控板给脉冲板提供脉冲信号 脉冲板进行信号处理 送出两路驱动信号至IGBT IPM 器件 IGBT IPM 与串联谐振电感Ls 串联谐振电容Cs 并联电感Lb及高频变压器组成的全桥串并联混合谐振电路 谐振电路工作时 一次能量经高频高压硅整流变压器传输到次级 次级输出直流负高压提供给除尘器 R9和R8分别为直流高压侧 电流取样电阻和电压取样电阻 电流和电压取样讯号送至MHC控制器 由微处理机系统进行运算处理后 输出脉冲信号控制IGBT IPM 的开关频率 形成闭环的自动控制系统 主电路中其它主要器件作用如下 1 压敏电阻RV1 RV3及无感电容C1 吸收浪涌过电压 2 电流互感器TA1 检测谐振电流信号 3 继电器KA1 按下启动按钮SB1后 KA1吸合 接触器KM1得电吸合 运行灯HR1指示灯亮 主回路接通 4 KA3为跳闸报警继电器 当设备因故障跳闸时 KA3吸合 报警指示灯HY1亮 同时交流接触器KM1断开 切断主电路电源 5 KA4为远程启动继电器 当用户有上位机 需在远方进行启动操作时 KA4吸合 KA1 KM1吸合 设备进入运行状态 6 直流电压表PV1 指示三相整流后的母线电压 7 交流电流表PA1 指示三相输入电源中某一相的线电流 8 直流电压表PV2 指示设备输出的直流电压 9 直流电流表PA2 指示设备输出的直流电流 10 阻尼电阻R6 对火花放电电流起缓冲作用 并阻尼高压输出回路中LC分布参数引起的寄生振荡 主控板主要作用 根据采集UC I1 Ir U2 I2等信号 显示各参数并实时控制调整高频设备的运行 控制输出重复脉冲信号 与终端或上位机通讯 可调整的几个电位器 UC I1 Irp U2 U2m I2 SPK地址设定位SW11 47配置位8波特率设定位ON 0OFF 1指示灯COMM SET AUTO SPK主板运行的条件 主控板SW1波段开关设定 脉冲板作用 取得过零信号 完成处理重复脉冲 过零信号 保护信号等各逻辑控制信号之间的逻辑关系 向IGBT IPM 发出可靠的控制信号 禁止调整脉冲板上电位器防止触电 间歇脉冲供电方式逻辑波形 谐振变换器原理串 并联混合谐振回路示意图 串 并联混合谐振回路特点 开关损耗极小 关断冲击小 减少了电磁干扰 串联谐振式逆变器限流能力较好 其恒流特性有明显的火花抑制作用 火花击穿的临界电压显著提高 输出电压上升率快 谐振回路的特性阻抗值较小 器件选型要求更高 局部并联谐振有利于轻载运行稳定性 谐振回路工作电流波形 串 并联混合谐振回路 经过各种负载条件和使用条件变化的测试 无论是轻负载 还是重负载 无论是低火花率 还是高火花率 无论是纯直流式供电 还是间歇式脉冲供电 系统都能稳定可靠地工作 能满足系统的全部要求 特别适应电除尘工况条件 高频高压变压器初级电压波形 供电方式纯直流供电 可输出近似一直线的输出电压 提高电除尘运行的平均电压和平均电流 适用于中等比电阻的烟气工况 有助于提高特定条件下的除尘效率 纯直流供电二次电压波形 间歇脉冲供电时变压器初级电流波形 间歇供电二次电压波形 间歇脉冲供电 供电的Pon Poff时间任意可调 具有更宽的脉冲宽度和脉冲频率选择自由度 更陡峭的电压上升率 在高比电阻工况条件下可能有更大的除尘效率提高 龙净高频电源设备与国外同类代表产品的技术性能对比表 对比表 续 对比表 续 高频电源安装 调试 安装前的检查 检查在运输过程中设备有没有损坏 检查线有没有松动或掉线 检查安装元件 看看有没有松动或外观上有没有损坏 检查低压绕阻对地绝缘时 断开低压绕组与高频柜的连接线 可用1000V兆欧表 读数应在300兆欧以上 检查设备输出端对地绝缘 应采用2500V兆欧表 测量时 兆欧表负端连接设备负高压输出端 读数应大于1000兆欧 设备出厂前已做感应耐压试验 机械设计及安装 在选择设备的安装位置时 要考虑到设备周围的余留空间 要保证高频电源的前门与后门都能够打开 高频电源设备可安装在钢轨上或槽钢上 高频电源设备必须有足够大的安全操作平台 电气安装 控制电缆和动力线不要放在同一个电缆管 同一电缆沟或同一电缆桥架中 如果他们在同一电缆桥架中 这些线与动力电缆至少要分层布置 避免交叉 相互干扰 电源进线除了提供三相380V交流电源外 还必须提供N线 根据设备的额定值 按低压配电有关规定 选用铜芯电缆线或其它适用的电缆线连接电源 高频控制柜 电缆线应该大小适宜 可参见电缆清册 如果是多根电缆线 同组电缆应该穿同一过线孔 减少涡流 设备与上位机的通讯电缆必须适合RS 422 485通讯 适合这种规格的电缆是DJYPVP3 2 0 5mm2 这种电缆有三对屏蔽双绞铜芯线 一对 双绞线用来连接设备的接收正 负接线端 一对双绞线用来连接设备的发送正 负接线端 另一对双绞线用作接地 通讯电缆是 菊花链 式的从一个设备连接到下一个设备 屏蔽线应该接在菊花链的末端 另一端接在菊花链的远地IPC计算机中 高频变压器的接地端连到负载的阳极的接地母线 采用10mm2以上多股铜芯导线 设备接线应符合国家高 低压接线相关规定 高频电源的接地端以及电除尘器接地端都必须十分可靠的接地 其接地电阻不得大于2 0 高频电源 负载如电除尘器阳极的接地端都应连一起后接同一点接地 高频高压整流设备接线示意图 与DCS接口线 经变换器转换的给DCSU2 I24 20mA标准信号 给DCS的运行 准备好 综合报警 COMMON1信号 DCS输出的4 20mA标准信号 DCS输出的启动 停止 COMMON2信号 高频高压整流设备具体接线 1 电源进线 A B C N 2 变压器外壳接地 要求用10mm2以上多股软线与本体可靠连接 l 3 隔离开关联锁线 安全联锁盘的安全联锁线 l 4 与IPC通讯三对双绞屏蔽线 并分组接线 l 5 与低压柜连接的断电振打信号输入线或振打电机输出线 l 6 给DCS的信号输出线 l 7 高压输出回路线并可靠连接 高频电源操作使用 高频控制柜的启停步骤本地启停 将本地 远控开关置于本地位置 先将小断路器QF2 QF4置于 通 位置 然后再将断路器QF1置于 通 位置 电源 灯亮 按下 起动 按钮 交流接触器KM1吸合 主电路接通 三相电源对电解电容C4 1 C5 3充电 散热风机运转 运行 灯亮 充电基本完成后 接触器KM2自动吸合 控制器送出控制信号 高频电源进入工作状态 停机时按 停止 按钮 交流接触器KM1断开 控制器继续送出控制信号 母线电压下降至零 散热风机运转一段时间后停止 若需长期停机须将断路器QF1 QF4置于 断 位置 若设备自动停机跳闸报警 应先确认故障类型并作相应检查与处理 方可按操作步骤重新启停 远控启停 有上位机时 将本地 远控开关置于远控位置 并将控制终端侧部的本地 远控波段开关置远控位置 然后可在上位机操作界面上进行启停控制及参数设定 高频终端操作 通用键的定义 Tab 键 光标换行选择 注意 在各参数修改菜单中按本键后 终端自动校验输入参数的合法性 如果不换行 则表示输入的参数不合法 请参考屏幕提示 仔细检查后重新输入合法值 或 键 上移或下移 在局部菜单内有时用做参数修改 或 键 右移或左移 Enter 键 确认当前参数输入 或确认进入下一菜单 Esc 键 返回上一菜单 或取消输入 F1 键 功能键 具体功能请参考屏幕提示 ON OFF 启动下位机运行 数字键 在菜单屏幕中用于选择子菜单 在需要输入参数的屏幕中用于数字输入 注意 经过培训或授权的人员才能操作配置菜单 必须确认系统配置后才能进行其他菜单项的操作 进入配置菜单要输入密码 高频电源的调试步骤 检查设备内部所有连接线及线路板插头是否松动 是否正确可靠 按图纸要求 用万用表检查设备接线 保证接线正确 断路器QF1及QF2 QF3 QF4置于 断 位置 确保高压回路的可靠连接 用2500V兆欧表检查负载 电除尘器电场 绝缘 一般其电阻值应在100M 以上 设备短路测试 IL设置值为0 工作在手动方式 MAN设置值从0开始慢慢增加 设备带电场负载升压试验 高频设备带电场运行时 高频变压器高压输出严禁与常规电源变压器高压输出并联运行 否则会造成高频设备损坏 给高频电源配备电场做空载试验时 采取两台或两台以上常规电源并联供电方法 并将高频设备高频变压器输出可靠接地 防止高压串入损坏高频变压器 调试注意事项 1 对高频电源设备操作时 不要站在有水或潮湿的地面上 在电气安装之前 关断设备总电源 2 设备运行时脉冲板和一次电压检测板上存在高压危险 非制造厂专业人员请勿触碰 3 小型断路器QF2 QF4在设备启动前均须置于 通 的位置 在设备运行中不得任意断开 4 在停机检修设备时 在按 停止 按钮后至少1分钟 才能打开控制柜的柜门 注意母线上可能存在的残留电压会导致触电危险 必须验电后才能进行检修操作 5 防止操作过电压 不能在设备运行状态下转换高压隔离开关或直接拉闸 6 运行中禁止开启高频控制柜 柜门均应关闭严密 7 冷却风机对相位是有要求的 初次上电或更换风机时 需整定好热继电器电流保护值 检查风机转向是否正确 确定风机是由外向内吹风 吹风风扇为顺时针旋转 从马达这边看 这样会给发热源吹风 如果风扇的转向错误 关掉风扇电源 对调至风机的其中两条电源线 重新合闸 检查风扇的转向是否正确 8 禁止在高压回路开路状态下运行高频电源 故障处理 运行期间高频电源发生故障或误动作 确认故障点 分析原因 做出相关检查处理 判断电场短路故障还是高频电源故障 1 高频电源带正常电场升压试验方法 2 开路试验方法a 高压输出回路线开路 b IL值设定为0 MAN值设定为0 c 本地 远控开关置本地 按下启动按钮 主回路接触器KM1吸合 待充电电压到KM2接触器自动吸合 高频电源开始工作 如高频电源发出开路报警 说明高频电源正常 判断为本体问题 判断控制柜还是变压器故障 需用示波器查看谐振电流波形是否正常 测试位置在脉冲板I与GNDD判断主板还是脉冲板故障 需用示波器查看重复脉冲波形是否正常 测试位置在主控板MCTR与GA 用户操作规范 一 认真阅读并执行相关设备投运规定及启 停操作 二 设备运行监控 设备正常使用时 要及时做好设备的运行记录 一般两小时记录一次U1 I1 U2 I2及sp值 闪烙次数 等 发现异常情况先停止设备运行并及时向值班领导反映 并通知检修部门 三 注意锅炉的运行情况 锅炉停机时请关闭高频电源 切断设备总电源 锅炉点火时且投油枪时 严禁开启高频电源等高压设备 以免造成设备损坏 四 设备使用注意事项 设备运行控制电路板上存在高压危险 非制造厂专业人员请勿触碰 控制板上电位器严禁调整 否则将导致设备严重损坏和人身危险 断路器QF1 QF2 QF4在设备启动前均须置于 通 的位置 在设备运行中不得任意断开 在停机检修设备时 在按 停止 按钮后至少1分钟 才能打开控制柜的柜门 注意母线上可能存在的残留电压会导致触电危险 散热风机在按停止按钮后延时一段时间才会停止运转 停机后请不要马上开启高频控制柜后门 防止操作过电压 不能在设备运行状态下打开高压隔离开关门或操作高压隔离开关直接拉闸 运行中请锁闭高频控制柜前后柜门 非运行或检修人员禁止随意开启高频控制柜柜门 以免意外事故发生 高频电源设备长期停机时请将所有断路器QF1 QF4置于 断 位置 对应隔离开关置电场 接地 位置 对应安全联锁钥匙打 断 位置 五 设备定期维护及保养为了设备安全可靠运行 请认真有效地定期进行保养 否则会影响设备寿命 严重时会导致设备损坏 每隔一至二个月 应停机清扫柜内灰尘 清扫风机入口网罩 柜子顶部出风口等部位 以保证柜内散热正常 清扫柜内器件及线路板等器件积灰 申请技术专利 一种谐振开关驱动控制和保护电路 发明专利 电除尘用高频高压电源 实用新型专利 一体化的电除尘高频电源 实用新型专利 大功率串联谐振电感 实用新型专利 电除尘用高频高压整流设备 外观专利 现场应用情况 现场照片1 现场照片2 容量为0 4A 80kV的高频电源 用于蕉岭鑫盛能源公司1 炉BE除尘器一电场 替换原来的0 5A 72kV常规电源 常规电源供电时 其二次电流约200mA 二次电压约60kV 超过60kV即发生频繁闪络 应用高频电源后 二次电流增加到300多mA 二次电压增加到72kV以上 偶尔发生闪络 高频电源安装于除尘器顶部 现场安装极为简单 上位机安装于控制室内 运行稳定可靠 未出现任何故障 除尘效率得到了改善 现场应用1说明 现场应用2说明 贵州华电遵义发电有限公司8 机组电除尘器改造 改造方案为不加电场 不增加电场高度 立足于电厂现有电除尘器基础上进行挖潜改造 以达到比较理想的除尘效果 电除尘改造本体部分为我公司BE型电除尘器 0 4A 80kV高频电源为每列第一电场的第一分区供电 目前高频电源已在现场负载运行两个月了 运行稳定正常 用户对高频电源运行情况非常满意 实测除尘效率为99 42 推广应用特点 推广应用特点一 节能 以0 4A 80kV电源为例 纯直流供电方