Устройство для питания электрофильтров газоочистки Советский патент 1987 года по МПК B03C3/68 

1

Изобретение относится к источни- кам высокого напряжения для питания электрофильтров и может быть использовано в области электрической очист ки промьшшенных газовых выбросов от взвешенных частиц в цементной, химической, металлургической, энергетической и других отраслях промьгашен- ности.

Цель изобретения - повышение эффективности газоочистки, экономичное ти работы, повышение надежности и уп рощение устройства.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства для питания электрофильтров газоочистки.

Устройство содержит силовой повышающий трансформатор 1 с дополнительной обмоткой 2 низкого напряжения, токоограничивающий реактор 3, основной блок 4 управляемых вентилей, дополнительный блок 5 управляемых вентилей, включенный последовательно с обмоткой 2, высоковольтный выпрямитель 6, датчик 7 тока электрофильтра, датчик 8 напряжения на электрофильтре (высоковольтньй ре- эистивный делитель), блок 9 автоматического регулирования, блок 10, осуществляющий автоматическое изменение крутизны регулировочной характеристики агрегата.

К выводам высокого напряжения выпрямителя 6 подключен электрофильтр 1 1 .

Блок 9 автоматического регулирования напряжения и тока электрофильтра 11 содержит интегратор I2 сигнала напряжения на электрофильтре 11, селектор 13 искровых и дуговых разрядов, модуль 14 ограничения рабочего тока, модуль 15 ограничения перерегулирования и ограничения перенапряжений при включении устройства на холостой ход, амплитудно-фазовый преобразователь 16, формирователь 17 импульсов управления основного блока силовых управляемых вентилей.

Блок 10, осуществляющей автоматическое изменение крутизны регулировочной характеристики агрегата, содержит буферный усилитель 18, представляющий собой повторитель напряжения, назначением которого является согласование высокого выходного сопротивления интегратора с низким входным сопротивлением нагрузки, модуль. 19 изменения крутизны регулировочной

5

315662

характеристики устройства, состоящий из амплитудного компаратора 20 с гистерезисом, выполненного с помощью операционного усилителя, охваченного петлей положительной обратной связи (резисторы 21 и 22, источник 23 регулируемого опорного напряжения), интегрирующей цепи /резистор 2А и кон-

10 денсатор 25), дифференцирующей цепи (конденсатор 26 и резистор 27) и ре- зистивного сумматора (резисторы 28 и 29) . При этом вход 30 интегрирующей цепи 24 и 25 является первьм вхо15 дом модуля 19, вход 31 дифференцирующей цепи 26 и 27 - вторым входом, а выход 32 компаратора 20 - выходом модуля 19.

Электронный коммутатор 33, предо(; ставляющий собой логическое устройство, охваченное обратными связями по напряжению на силовых управляемых вентилях и состоящее из двух четырех- входовых логических элементов И 34

5 и 35, инвертора 36 и двух интегрирующих цепей (элементы 37-39 и (40-42), причем вторые 43 и 44, третьи 45 и 46 и четвертые 47 и 48 входы логических элементов 34 и 35 попарно

30 объединены и являются соответственно первым 49, третьим 50 и четвертым 51 входами электронного коммутатора 33. Входы инвертора 36 и второй интегрирующей цепи 40-42 составляют второй вход 52 электронного коммутатора 33. Выход инвертора 36 через интегрирующую цепь 37-39 соединен с первым входом 53 логического элемента 35, выход второй интегрирующей

4(j цепи 40-42 соединен с первым входом

54логического элемента 34. Выходы

55и 56 логических элементов 35 и 34 являются выходами электронного коммутатора 33.

45 Кроме того, устройство содержит формирователь 57 импульсов управления дополнительного блока 5 управляемых вентилей, цепь 58 и 59 связи модуля 19 изменения крутизны и ампли- 50 тудно-фазового преобразователя 16.

Устройство работает следующим образом.

В предпусковом состоянии на все узлы и блоки подаются питающие нанря- 55 жения.

На выходе амплитудно-фазового преобразователя 16 устанавливаются управляющие импульсы, фронт которых соответствует начальному углу вклю35

чения силовых управляемых вентилей блока 5. После осуществления операции Пуск модуль 19 изменения крутизны регулировочной характеристики формирует сигнал управления, обеспечивающий прохождение сигнала с выхода амплитудно-фазового преобразователя 16 через электронньш коммутатор 33 на вход формирователя 57 импульсов управления. Генерируемые формирователем 57 импульсы подаются на управляющие электроды блока 5 силовых управляемых вентилей. Вентили открываются, и на электрофильтре II появляется напряжение, величина которого определяется начальным углом управления и коэффициентом трансформации силового трансформатора I, определяемым отношением чисел витков высоковольтной и последовательно включенных основной и дополнительной обмоток низкого напряжения. Сигнал с датчика 8, пропорциональный напряжению на электрофильтре 11, подается на вход интегратора 12 через буферный усилитель 18 на входы амплитудно-фазового преобразователя 16 и модуль 19 изменения крутизны. Это приводит к увеличению угла регулирования и, как следствие, к возрастанию напряжения на электрофильтре 11. Таким образом, осуществляется процесс самовозбуждения (разгона).В результате демпфирующего действия интегратора 12 напряжение на электрофильтре 11 плавно возрастает, причем скорость нарастания определяется постоянной времени интегратора 12. Нарастание напряжения продолжается до тех пор, пока не возникнет одна из следующих ситуаций: в осадительном пространстве электрофильтра 1 1 возникнут искровые или дуговые пробои; величина тока электрофильтра 11 превысит заданную уставку; фронт импульса амплитудно-фазового преобразователя 16 начнет опережать фронт импульса тока электрофильтра 11 (процесс перерегулирования).

В этих случаях нарастание напряжения на электрофильтре 11 будет приостановлено сигналом отрицательной обратной связи соответствующих блоков (селектор 13 искровых разрядов, модуль 14 ограничения рабочего тока, модуль 15 ограничения перерегулирования) .

в процессе разгона не возни- одна из перечисленных ситуа- при углах проводимости сило

вых управляемых вентилей блока 5, близких к критическим, т.е. при напряжении на электрофильтре 11, а следовательно, и на входе 30 модуля 19 изменения крутизны, близком к предельному дпя данного коэффициента трансформации силового трансформатора 1 , в момент времени окончания импульса управления на выходе амплитудно-фазового преобразователя-16 (входе 31 модуля 19) на выходе 32 модуля 19 появляется управляющий сигнал.

Воздействие этого сигнала на вход 52 электронного коммутатора 33 и через цепь 58 и 59 на вход амплитуднофазового преобразователя 16 приводит к смещению в сторону отставания выходного импульса управления амплитудно-фазового преобразователя 16 и к переключению его (в бестоковую паузу,

когда напряжение на входах 50 и 51 блока 33 присутствует) электронным коммутатором 33 с входа формирователя 57 импульсов управления дополнительного блока 5 силовых управляемых вентилей на вход формирователя 17 импульсов управления основного блока 4 силовых управляемых вентилей. TaKiiM образом, в течение доли полупериода сетевого напряжения скачком изменяется (увеличивается) коэффициент трансформации силового трансформатора 1 и крутизна регулировочной характеристики устройства.

Регулирование напряжения на электрофильтре 11 осуществляется изменением угла управления вентилей блока 4. Величина отставания угла управления выбирается такой, при которой ток электрофильтра в первый момент после переключения блоков 5 и 4 не изменяется.

50

55

Дальнейшее плавное увеличение напряжения на электрофильтре продолжает- .ся либо до полного открытия управляемых вентилей блока 4, либо пока не возникает сигнал отрицательной обратной связи на выходе одного из модулей 13, 14 или 15. Снижение напряжения на электродах фильтра 11 под действием автоматического или ручного регулирования приводит к обратному переключению коэффициента трансформации силового трансформатора 1

51

и снижению крутизны регулировочной характеристики.

При этом, благодаря тому, что в модуле 19 изменения крутизны введен гистерезис, величина которого определяется соотношением сопротивлений резисторов 21-23, обратное изменение крутизны происходит при углах регулирования на 2-3% ниже критических, что существенно повышает надежность работы устройства особенно в режиме частых искровых и дуговых разрядов, в зоне переключения.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства по сравнению с известным определяется улучшением газоочистки в среднем на 10-12% вследствие повьшения среднего значения напряжения на электрофильтре на 4-6%, связанного со снижением неличины пульсаций и повьш1ением устойчивости работы системы автоматического регулирования при низких уровнях пробивных напряжений в результате автоматического изменения крутизны регулировочной характеристики агрегата, а также повьшением экономичности работы устройства и всей системы электроснабжения электрофильтра вследствие повышения коэффициента мощности системы агрегат - электрофильтр, уменьшения коэффициента формы тока в результате увеличе шя рабочих углов проводимости управ ляемьгх вентилей при низких уровнях пробивных напряжений, что приводит к уменьшению потерь энергии в агрегатах и сетях, а также уменьшению установленной мощности трансформаторов системы электроснабжения. Кроме того повышается надежность устройства, в в связи с чем уменьшаются эксплуатационные затраты на объекте использования изобретения, и уменьшается себестоимость устройства за счет его упрощения.

Формула изобретения

1. Устройство дпя питания электро 1 дшьтров газоочистки, содержащее силовой повышаю1ций трансформатор, основной блок силовых полупроводниковых управляемых вентилей, токоограни чивающцй реактор, высоковольтный выпрямитель, датчики тока и напряжения па электрофильтре и автоматический регулятор, включающий в себя интегра6

тор напряжения на электрофильтре, селектор искровых и дуговых разрядов, модуль ограничения рабочего тока, модуль ограничения перерегулирования, амплитудно-фазовый преобразователь и основной формирователь импульсов управления, отличающееся тем, что, с целью повьппения эффективности газоочистки, экономичности работы, повышения надежности и упрощения устройства, силовой повышающий трансформатор снабжен дополнительной обмоткой с дополнительным блоком силовых управляемых вентилей, включенным последовательно с основной обмоткой низкого напряжения, а автоматический регулятор снабжен буферным усилителем, модулем изменения крутизны, электронным коммутатором и дополнительным формирователем импульсов управления дополнительного блока силовых управляемых вентилей, причем буферный усилитель своим входом подключен к выходу интегратора напряжения, а выходом - к первому входу модуля изменения крутизны и через резистор - к входу амплитудно-фазового преобразователя, выход которого подключен к второму входу модуля изменения крутизны и первому входу электронного коммутатора, а выход модуля изменения крутизны подключен к второму входу электронного коммутатора и входу амплитудно-фазового преобразователя , третий и четвертый входы электронного коммутатора соединены соответственно с информационными выходами основного и дополнительного

блоков силовых управляемь1х вентилей, а первый и второй выходы электронного коммутатора через основной и до- полнительньй формирователи импульсов управления - соответственно с входами основного и дополнительного блоков силовых управляемых вентилей.

2. Устройство по П.1, отличающееся тем, что электронный коммутатор выполнен в виде двух четырехвходовых логических элементов И, второй, третий и четвертый входы которых попарно объединены и соединены соответственно с первым, третьим и четвертым входами блока электронного коммутатора, инвертора и двух интегрирующих цепей на диоде и резистора, включенных параллельно.

и конденсаторе, причем входы инвертора и второй интегрирующей цепи объединены и соединены с вторым входом блока, выход инвертора через первую интегрирующую цепь соединен с первым входом одного логического элемента И, выход второй интегрирующей цепи- с первым входом другого логического

8

элемента И, а выходы логических элементов являются выходами блока.

3. Устройство по П.1, отличающееся тем, что блок изменения крутизны связан с входом амплитудно-фазового преобразователя через последовательно включенные диод и резистор.

Изобретение относится к источникам высокого напряжения для питания электрофильтров газоочистки, может быть использовано в цементной и химической промышленности и позволяет повысить эффективность нроцесса газоочистки, устойчивость и экономичность работы, уменьшить потери энергии и упростить конструкцию устрой- ства. Устройство содержит силовой повышающий трансформатор с дополнительной обмоткой низкого напряжения; токоограничивающий реактор; основной блок управляемых вентилей; дополни- телышй блок управляемых вентилей, включенньш последовательно с дополнительной обмоткой повышающего трансформатора. Устройство включает в себя также высоковольтный выпрямитель, датчик тока электрофильтра, датчик напряжения на электрофильтре, блок автоматического регулирования и блок автоматического изменения крутизны регулировочной характеристики агрегата. К выводам высокого напряжения выпрямителя подключен электрофильтр. 2 3.п. ф-лы, 1 ил. с

Редактор Л.Лангазо

Составитель Б.Каклюгин

Техред А.Кравчук Корректор А.Ильин

Заказ 3754/7

Тираж 511Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4