Устройство питания электрофильтра знакопеременным напряжением Советский патент 1988 года по МПК B03C3/68 

(21)4216673/24-26

(22)30о03.87

(46) 30.09.88о Бкщ. № 36

(71)Истринское отделение Всесоюзного электротехнического института

им. В.И.Ленина

(72)ЛоП.Александрова

(53)66.0V2-52 (088„8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1243823, кл. В 03 С 3/68, 1984

Авторское свидетельство СССР 9 1269842, кл. В 03 С 3/68. 1985о

(54)УСТРОЙСТВО ПИТАНИЯ ЭЛЕКТРО- ФИЛЬТРА ЗНАКОПЕРЕМЕННЫМ НАПРЯЖЕНИЕМ

(57)Изобретение относится к электротехнике, к устройствам питания электрофильтра, а именно к источникам питания электрофильтров, улавливающих высокоомные пыли, и позволяет повысить надежность газоочистки путем предупреждения напряженных режимов работы силовой схемы воздействие ем через систему управления на силовой режим при превышении допустимых .величин о Устройство содержит высоковольтный источник 6 напряжения с ти- ристорным регулятором 8, который через датчик 9 тока и через две встречно-параллельные цепочки из после- .довательно соединенных соответственно первого вентиля 2 и первого коммута- .тора 4, второго вентиля 3 и коммутатора 5 соединен с. электродами электрофильтра 1, блок 14 ограничения напряжения, соединенный своими входами с сетевым входом источника 6 и блоком 20 коррекции длительности, а вы- § ход - с входом источника 6, выходные формирователи 18 и 19 импульсов управления, соединенные выходами с управляющими входами коммутаторов 4,5, а входом - с выходом блока 20 коррек- а

(Л

О5

оэ

14

ции, блок 22 угфавления, соединенный с входом блока 20 коррекции длитель - ности, первый датчик 17, соединенный с электродами электрофильтра, второй и третий датчики 28 и 29 напряжения и блок 15 защиты, при этом первый вход блока 20 коррекции соединен с датчиком 9 токэд выходы блока 20 кор

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно .к источникам пита-f Ния электрофильтров, улавливающих вы сокоомные пьшио

Цель изобретения повышение надежности устройства,

На фиг, приведена блок -схема устройства питания электрофильтра., знакопеременным напряжением на фиГо2 « блок-схема блока коррекции длительности; на фиГоЗ « блок-схема защиты; на (|шг,4 временные диаграммы работы устройства

Электрофильтр I Сфиг„1) через це- почки из диодов 2,3 ;и коммутаторов 4 и 5 питается от высоковольтного рех-улируемого источника 6 переменного напряженияо Высоковольтный регули руемый источник 6 содержит высоко- рольтный повьппающий трансформатор 7, шзковольтная обмотка которого сое- |щнена через тирксторньй регулятор ё с сетевым входом источника, а вьр- соковольтная одним концом с общей Дочкой диодов 2 и 3 J а даугим через датчик 9 тока - с вьшодом устройства Управлякшще входы тиристор- яого регулятора 8 соединены через выходной формирователь 10 импульсов управления тиристорами с амплитудно- фазовым преобразователем I1, первый вход которого соединен с выходом формирователя 2 упргшляющих сигналов дутительного режима а второй с выхода ми блока 13 переходного режима, блока 4 ограничения перенапряжений и Первым выходом блока 15 защитыо Вход 4Х РМирователя 12 соеданен с вторым выходом блока 15 защиты н с первым выходом селектора 16 искровых разрярекции соеданены с блоком 4 ограничения перенапряжений, второй и третий датчики 28 и 29 включены между общим выводом устройства и общими точками из вентилей 2,3 и комг- утато- ров 4 и 5, входы блока 15 защиты соединены с датчиками напряжения, а его выходы - с, входами источника 6« 4 ило

дов, второй выход которого соединен с входом блока J3 переходного режима а первый вход - с выходом датчика 17 напряжения на электрофильтре и первым входом блока 5 защиты и .второй вход - с выходом датчика 9 тока. Управляющие электроды коммутаторов 4 и 5 соединены через выходные формирователи 18 и 19 импульсов управления коммутаторами соответственно с прямым и инверсным выходами блока 20 коррекции длительности и соответствен но с первым и вторым входами 14 блока ограничения перенапряжений, третий и четвертый входы которого соединены с сетевыми входами высоковольтного регулируемого источника 6о -Первый вход блока 20 коррекции длительности соединен с выходом датчика 9 тока, а второй - с выходом триггера 21 блока 22 управления, счетный вход которого соединен с выходом задающая го генератора 23 Общие точки диода 2 и коммутатора 5 соединены с общей точкой схемы через цепочки, состоящие из резистора 24 и конденсатора 25 и из резистора 26 и конденсатора

2/ соответственно. Параллельно цепочкам подключены соответственно датчики 28 и 29, напряжения, выходы которых соединены соответственно с вторым и третьим входами блока 15 защиты

Блок 20 коррекции длительности (фиГо2) состоит из индикаторов 30 и 31 тока через электрофильтр соотвеТ ственно при положительном напряжении на нем - 30 и при отрицательном - 31 в входы которых соединены с выходом датчика 9 тока, а выходы - с входами первой схемы ИЛИ 32, Выход индикатора 30 соединен также с первым входом

первой схемы И 34, а выход индикатора 31 «- с первым входом второй схемы И 33, Вторые входы схем 33 и 34 соеди нены с соответствующими выходами пер вого дифференцирующего устройства 35, вход которого соединен с выходом триггера 21 блока управления (фиГо) и вторым входом схемы 36 ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которой соединен с выходом триггера 37, первый разделительный вход которого соединен с вьр ходом второго дифференцирующего устройства 38, а второй - с выходом второй схемы- ИЛИ 38, входы которой соединены с выходами схем И 33,34. Вы-, ход дифференцирующего устройства 38 соединен с выходом ИЛИ 32, а выход схемы 36 ИСКЛЮЧАЙЯЧЕЕ ИЛИ сое

динен с входом формирователя 19 и 20 жительной полярности о Напряжение Ujчерез инвертор 40 - с входом формирователя 18

Блок 15 защиты (фиГоЗ) содержит дифференциальные усилители 41 и 42, первые входы которых соединены с выходом датчика 17. напряжения на электрофильтре, а вторые - соответственно с выходами датчиков 28 и 29 кап- ряжения. Выход дифференциального

на конденсаторе 25 (фиГо4) при этом приблизительно равно напряжению на электрофильтре (ЭФ) При включении коммутатора 5 по цепи источник 6 пи- 25. тания - диод 3 - коммутатор 5 на ЭФ формируется напряжение отрицательной .полярности о На конденсаторе 27 напряжение U,g (фиг,4) также приблизительно равно напряжению на электусилителя 41 соединен с первыми вхо- зо рофильтре Высоковольтный регулируедами схем сравнения 43 и 44, а выход дифференциального усилителя 42 - с первыми входами схем 45 и 46 сравйе- нияо На вторые входы схем 43 и 45 сравнения подано напряжение уставки

35

мый источник 6 переменного напряжения поддерживает на электрофильтре предпробивное напряжение в течение положительной или отрицательной полуволны знаколеременного напряжения

и

о

а вторые входы схем 44 и 46

сравнения соединены с общей точкой схемы. Выхода схем 43 и 45 сравнения через схему ИЛИ 47 и диод 48 соединены с входом формирователя 12 управляюпщх сигналов длительного режима (фиГоО, а выходы схем 44 и 46 через схему ИЛИ 49, схему 50 вьщерж- ки и диод 51 с входом амплитудно-фазового преобразователя 13

Устройство работает следующим обраэомо

Задающий генератор 22 блока управления формирует короткие импульсы напряжения и2() регулируемой (в пределах 0,02-20 Гц) частоты, которые переключают триггер 21, Таким . образом задается режим переключения знак-опеременного напряжения по частоте, которая устанавливается вручную, исходя из физико-химических свойств, пыли и технологических параметров фильтра Сигнал Uj поступает на блок 20 коррекции длительности.

который запрещает переключение полярности напряжения при наличии тока через электрофильтр. Выходные Htf пульсы с блока 20 коррекции поступают на формирователи 18 и 19 импульсов управления коммутаторами 4 и 5, обеспечивая подачу на ускоряющие электроды коммутаторов прямоугольных импульсов напряжения заданной величины. Например, для коммутатора на вентиле типа ЭЛВ /150 амплитуда импульса напряжения 2-4 кВ при токе до 30 А, При включении по команде 5 с блока 20 коррекции коммутатора 4 в результате заряда емкости электрофильтра по цепи источник 6 питания - диод 2 - коммутатор 4 на электрофильтре формируется напряжение поло-

жительной полярности о Напряжение Ujна конденсаторе 25 (фиГо4) при этом приблизительно равно напряжению на электрофильтре (ЭФ) При включении коммутатора 5 по цепи источник 6 пи- тания - диод 3 - коммутатор 5 на ЭФ формируется напряжение отрицательной .полярности о На конденсаторе 27 напряжение U,g (фиг,4) также приблизительно равно напряжению на элект5

0

мый источник 6 переменного напряжения поддерживает на электрофильтре предпробивное напряжение в течение положительной или отрицательной полуволны знаколеременного напряжения

Устройство работает следующим образомо

При подаче напряжения на электрофильтр 1 в его активной зоне систематически возниказот искровые разряды, в результате чего ток и напряжение в электрофильтре непрерывно из- Меняются, что приводит к срабатьша- нию селектора искровых разрядов, с выходные сигналы которого воздействуют на блок 13 переходного режима и формирователь 12 управляющего сигнала длительного режимао Формирователь 12 определяет уровень, до которого происходит нарастание напряжения на электрофильтре после пробоя и про изводит дальнейший плавный подъем напряжения на электрофильтре до величины, при которой происходит следующий пробойо Таким образом осуществляется регулирование величины напряжения на электрофильтре:, Формирователь 10 форг-шрурт импульсы управления силовыми тиристорами регулятора 8, а

0

5

10

отрицательной полярностиj поступа на дифференцирующее устройство 35 выходах которого формируется сигн и (фиг.4), соответствующий зада мому моменту переключения напряже на электрофильтре с минуса на плю и и7 (фиг.4), соответствующий обр му переключению. Если при этом им место соответственно сигнал Ид, U

51426636

амплитудйо фазовый преобразователь :I1 определяет в зависимости от ампли ; туды сигнала, поступакнцего с блоков И2 и 13, момен т подачи импульсов упревления тиристорами по отношению к :фазе питающего напряжения Блок 13 (Переходного режима воздействует на амплитудио«-ф.азовый преобразователь |11 таким образом, что приводит к зак Iрытию силовых тиристоров 8, Тов. к I снятию напряжения с первичной обмотки I трансформатора 7 при кг1ждом искровом iили дуговом пробое в электрофильтрео На входы блока 14 ограничения пере- I напряженки поступают напряжение U, I сети и напряжение U, , которые опре- |деляют продолжительность формирова - Iния на ЭФ сигнала определенной по

;лярностио На выходе блока 14 формиру 20 ное состояние |ется сигнал, запирающий силовые тирис Таким образом, на прямом выходе

(фиг.4), то на выходе схемы ИЛИ 3 появляется сигнал (фиг.4), пере брасываюпшй триггер 37 в состояние на прямом выходе. При снижении 15 протекающего через электрофильтр т ка до нуля, о чем свидетельствует появление сигнала (фиг, 4) на вы ходе дифференцирующего устройства 385 триггер 37 переключается в иех

Торы регулятора 8, Тое, снимающий I напряжение с первичной обмотки трансформатора 7 на времяг отрицательной полуволны сетевого напряжения при формировании на ЭФ напряжения положи тельной полярности, и на время положительной полуволны - при формировании на электрофильтре напряжения отрицательной полярностио При этом на электрофильтре формируется знакопеременное напряжение U (фиг,4) на конденсаторах 24 и 27, после отключен |ния соответствующего коммутатора остается напряжение U, , U,e (ФиГо4)5 равное напряжению на электрофильтре перед отключением этого коммутатора, и не происходит подзаряда конденсаторов до ш нимального сетевого напряжения.

Блок 10 корректирует длительность подключения к электрофи аьтру напряжения соответствующей полярности, не разрешая переполюсовку при наличии тока через электрофильтр При этом сигнал и () с датчика 9 блока поступает на входы индикаторов 30 и 3 полярности токае С выхода индикато ра 30 снимается сигнал Uj (фиг.4), .длительность которого соответствует |В5лительности протекания тока при ||юрмировании положительного напряжения, а с выхода индикатора 31 - сиг- :«ал U4 (ФиГоА), длительность которого соответствует длительности протекания тока при формировании отрицательного напряжения. Сигнал U (фиг,4)9 опгределянщий заданную г€ нератором 23 ;(лительность формирования напряжения

0

отрицательной полярностиj поступает на дифференцирующее устройство 35 на выходах которого формируется сигнал и (фиг.4), соответствующий задаваемому моменту переключения напряжения на электрофильтре с минуса на плюс, и и7 (фиг.4), соответствующий обратному переключению. Если при этом имеет место соответственно сигнал Ид, U4

0 ное состояние Таким образом, на прямом выходе

(фиг.4), то на выходе схемы ИЛИ 39 появляется сигнал (фиг.4), пере- брасываюпшй триггер 37 в состояние на прямом выходе. При снижении 5 протекающего через электрофильтр ка до нуля, о чем свидетельствует появление сигнала (фиг, 4) на вы ходе дифференцирующего устройства 385 триггер 37 переключается в иеход

триггера 37 формируется сигнал U(,i (фиг.4) , который пройдя через схему 36 корректирует заданный сигнал U

(фиг.4). Результирующий сигнал (фиг„4) устанавливает отрезок времени между двумя командами на переполюсовку напряжения на электрофильтрео Причем переключение, выключение

одного коммутатора и включение другого , происходит при, отсутствии тока через электрофильтре что снимает перенапряжение за счет обрыва тока в схеме, содержащей индуктивные элемен-

ты, что повьшает надежность устройства

Блок защиты 15 формирует сигнал на отключение высоковольтного источника 6 при пробое электронно-луче-

вьгх коммутаторов и сигнал на снижение напряжения высоковольтного ис- точ ника 6 при превышении напряжения на коммутаторах вьше допустимого Это осуществляется следующим образом,

Дифференциальные усилители 41 и 42

(фиГеЗ), на входы которых поступают сигналы с соответствующих датчиков 17, 28 и 29 напряженийS формир тет сиг налы, пропорциональные напряжению на

соответствующем коммутаторе, которые сравниваются в схемах 43 и 45 сраане - ния с напряжением уставки U. При превышении напряжения на коммутаторе больше установленного на выходах

схем 43 и 45 появляется сигнал,

поступающий через ИЛИ 47 и диод 48 на вход формирователя 12 (фиГо) управляющих си.гналов длительного ре- жима вызывая аналогичное действию

7

сигнала с выхода селектора .16 искро вых разрядов снижение напряжения на электрофильтре, а следовательно, и на закрытом коммутаторе. Схемы 44 и 46 сравнения формируют сигналы при пробое электронно-лучевых коммутаторов, при котором напряжение на них. резко падает до нуляо Эти сигналы через схемы ИЛИ 49, вьщержки 50 и ДИОД 51 поступают на вход амплитудно-фазового преобразователя 11 воздействуя на него аналогично сигналам с выходов блока 13 переходного режима и блока 14 ограничения перенапряжения, Тоео снимая напряжение с первичной обмотки трансформатора при пробоях в электронно-лучевых комутаторах на время, задаваемое схемой 30 выдержки

Таким образом, не допускается работа электронно-лучевых коммутаторов при напряжениях на них, близких к критическому, а при пробоях внутри коммутатора вьпшючается источник высокого напряжения,что предупрежда- ет возникновение аварийных режимов, которые могут привести к выходу оборудования из строя, .следовательно повьппается надежность устройства в цел ом о

Формула изобретения

Устройство для питания электрофильтра знакопеременным напряжением, содержащее высоковольтный источник напряжения с тиристорным регулятором в первичной цепи, который одним выводом через датчик тока, а другим выходом через две встречно-параллельные цепочки из последовательно соединенных соответственно nepfBoro вентиля и первого коммутатора, второго вентиля и второго коммутатора соединен с электродами электрофильтра, блок ограничения перенапряжения, сое- диненннй первым и вторым входами с сетевым входом высоковольтного источника напряжения, первый датчик напряжения , соединенный с электродами электрофильтра, выходные формирователи импульсов управления, своим вы0

5

0

5

ходом соединенные с управляющими входами коммутаторов, блок управления, при этом высоковольтный источник напряжения-Ъодержит формирователь импульсов управления тиристорами, амп- литудно фазовый преобразователь, формирователь управляющих сигналов длительного режима, блок переходного резсима и селектор искровых разрядов, общие точки вентилей и коммутаторов через цепочки из последовательно включенных конденсатора и резистора соединены с общим выводом устройства, датчик тока и первый датчик напряжения соединены через селектор искровых разрядов, параллельно соединенные формирователь управляющих сигналов длительного режима и блок переходного режима, амплитудно-фазовый преобразователь в формирователь импуль сов управления тиристорами с входом тиристорного регулятора, а выход блока ограничения перенапряжений соединен с запрещакнцнм входом амплитудно- фазового преобразователя, отличающееся, тем, что, с целью повышения-надежности устройства, оно дополнительно содержит блок коррекции длительности, второй и третий датчики напряжения и блок защиты, при этом первый вход блока коррекции длительности соединен с датчиком то-. ка, второй его вход - с выходом бло-

5 ка управления, а выходы блока коррекции соединены с третьим и четвертым входами блока ограничения перенапряжений и с входами формирователей импульсов управления, второй и

0 третий датчики напряжения включены между общим вьшодом устройства и общими точками вентилей и коммутаторов, первый вход блока защиты соединен с первым датчиком напряжения, второй

5 и третий входь - соответственно с вторым и третьим датчиками напряжения, первый выход блока защиты соединен с запрещающим входом амплитудно-фазового преобразователя, а второй

0 его выход - с входом формирователя управляющих сигналов длительного ре- жимао

0

из

us.

и lit

Фил.Ъ

а ffxaff tpopffupoffame ffсигма/гo го ремтма 12

S На ffxod

-и:

амллатуЗ но (разового преобразователя ff