电除尘高频高压电源说明书大连电子研究所剖析

GM-II型

电除尘高频高压电源

用户手册

大连电子研究所

前言 (1)

一、使用条件 (2)

二、用途和适用范围 (2)

三、技术特点 (2)

四、控制功能介绍 (4)

五、基本操作与参数设置 (5)

六、常见故障判断 (8)

七、起吊、安装及存储 (9)

八、设备维护和保养 (9)

九、主要规格及技术参数 (10)

十、附图/表 (10)

前言

电除尘用高压整流设备作为电除尘系统的关键设备，它的主要作用是通过向电场提供直流高压和直流电流，使进入电场的粉尘在荷电后被捕集到极板，从而达到清灰的目的。随着国家环保排放标准的不断提高，只有不断的提高电除尘用高压整流设备的控制精度和控制水平，才能有效的提高除尘效率，做到达标排放。

大连电子研究所设计生产的GM-II型电除尘高频高压电源是我公司在传统电除尘用高压整流设备的基础上，结合国内、外高压电源的先进研发经验和技术研发出的新一代产品。该产品与传统的可控硅常规工频电源相比，性能优异，具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、集成一体化结构、转换效率与功率因数高、三相平衡、对电网影响小等多项显著优点，特别是可以较大幅度地提高除尘效率，降低高压整流设备能耗，实现了电除尘器供电电源技术质的飞跃。目前，GM-II型电除尘高频高压电源已广泛应用于燃煤电厂、冶金、建材、化工等领域的电除尘系统中。

作为新一代电除尘用高压整流设备，GM-II型电除尘高频高压电源以它的高可靠性、高抗干扰能力、高效的节能减排效果、友好的人机界面、人性化的结构设计等受到了用户的普遍欢迎。我们相信：GM-II型电除尘高频高压电源必将成为您在电除尘工业系统中的首选。

一、使用条件

◆海拔不高于2000m；若超过，其额定值应按相关标准作相应修正；

◆环境温度：室内控制柜部分-10℃—— +40℃

室外主机部分 -50℃—— +45℃

◆空气最大相对湿度为90%（在相对于空气20±5℃时）。

◆运行地点无导电爆炸尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸气。

◆无剧烈振动和冲击，垂直倾斜不超过5%。

◆输入交流电压持续波动范围不超过额定值的±10%。

◆输入交流电压频率波动范围不超过额定值的±2%。

◆接地电阻小于2Ω。

◆户外运行建议加装遮阳防护棚。

◆要求特殊工作条件时，用户应在订货时提出，并与我公司协商解决。

二、用途和适用范围

◆电力：用于火力发电厂锅炉烟气除尘。

◆冶金：用于各种金属冶炼的除尘、原料回收，电捕焦场合。

◆建材：用于水泥等工业过程的除尘、物料回收、尘源抑制等。

◆石化：用于分离原油中的水份、杂质，以及用于制酸、塑料工业中除尘、除雾、各种原

料回收等。

◆轻工：用于造纸工业过程中的空气净化、碱回收，餐饮服务行业的除油烟和轻纺工业静

电植绒等。

◆电子、医药、精密机械工业：用于净化空气、提高产品质量。

三、技术特点

◆最先进的窄脉冲供电特性

GM-II型高频高压电源采用特殊技术，具有最先进的窄脉冲供电特性，能向电场输出窄脉冲电压，单脉冲最小宽度可达25μs，脉冲电压峰值可达200KV，是传统高频电源峰值电压的3倍，且脉冲群宽度、脉冲群周期和间歇电流任意可调。

◆更好的除尘效果

GM-II型高频高压电源可以向电场输出波形连续、接近平滑的二次电压，二次电压谷值

与峰值基本相等，向电场输出的二次电压（平均值）比常规工频电源高15-50%，二次电流比常规工频电源大1.5-2倍。配合GM-II型高频高压电源的降压振打、闭环控制等

功能，可以依据不同的工况向电场输出最适合的二次电压波形，适应各种工况场合，提高电场除尘效率。

◆更好的节能效果

GM-II型高频高压电源的高频变压器采用紧耦合设计，漏抗非常小，电源转换效率和功率因数均达93%以上。在相同的工况下应用，GM-II与常规工频电源相比，固有节能率可达30%以上。

◆更人性化的操作

GM-II型高频高压电源配置便携式手操器，用户可以便捷地通过触摸屏对设备进行启、停以及监视/设置操作。

◆成熟的油浸自然冷却技术

GM-II型高频高压电源的高频变压器采用油浸式自然冷却，全年温升不超40℃，同时可有效抑制强制油循环冷却的“油流带电”现象。

◆更好的火花控制特性

GM-II型高频高压电源能在全时域内精确检测火花闪络，关断电路的时间小于25μs（工频电源至少需2ms）。实践证明，从检测到火花闪络、关断IGBT到恢复二次电压、电流，全过程仅需20ms，是常规工频电源的20%，可见控制特性较常规工频电源更好。

◆对供电电源的污染小

GM-II型高频高压电源采用三相380VAC供电，三相用电平衡，大大地降低了电除尘配电段上的干式配电变压器自身的损耗，延长了配电变压器的使用寿命；同时其内置多级滤波器，有效抑制回路中的冲击，降低了对电网的污染。

◆更完善的保护功能

GM-II型高频高压电源具有科学、合理的模拟电路与数字电路设计，当出现输出短路、IGBT过热、IGBT过流、变压器油温高、联锁断开等问题时，其会自动发出声光报警，并及时、可靠进行自我保护。

◆标准而强大的网络通讯能力

GM-II型高频高压电源内置标准CAN-bus和MODBUS ASCⅡ通讯协议，可以与上位机系统、灰网、辅网、SIS系统进行简单、快捷地通讯组态。

◆更高的耐候性

GM-II型高频高压电源具有很高的耐候性，即使在恶劣环境（风吹雨打、终日暴晒、低温、潮热或易腐蚀等等）中运行，依然能可靠运行。

◆更方便的安装方式

GM-II型高频高压电源的控制器与高频变压器采用一体化结构，体积小、重量轻，直接安装在电除尘器顶部，节省了配电室空间和用户安装成本。

四、控制功能介绍

◆调频控制功能

GM-II型高频高压电源通过调整逆变频率实现对输出功率的调整，使电除尘器得到合适的电晕电压和电流。输出频率调整范围1KHz—50KHz，可在手操器、配电室集中控制柜、控制室上位机上实现手动或自动调整。

◆火花频率控制功能

当电除尘器电场内产生闪络击穿时，GM-II型高频高压电源精确检测并记录电场的击穿电压，通过自动调频控制方式跟踪闪络电压运行,自动调整输出电压的恢复速率，从而实现火花频率控制功能。

◆高级间歇供电控制功能

高级间歇供电是GM-II型高频高压电源特有的控制功能，是在常规工频电源的间歇供电工作方式的基础上，研发的一种更科学、更合理的控制方式。常规的间歇供电功能受工频电频率的限制，只能实现间歇比是1:2，1:4，1:6……等偶数停歇，供电脉冲宽度最小为10ms，无法根据工况需要提供适合的间歇比和脉冲宽度。GM-II型高频高压电源的高级间歇供电功能，采用高频脉冲输出，不受工频电正弦波限制，以25μs为脉冲时基，可以任意调整高频脉冲群的宽度、间歇周期、脉冲群期电流和间歇电流，为电场提供各种适当的波形（如下图1），更有效地降低了时间电流密度，均匀了空间场强的分布，抑制了反电晕的产生，显著地提升了除尘效率，同时还使设备具有了很好的节能效果。

图1. GM-II 在高级间歇供电工作方式下的二次电流波形示意图

◆闭环反馈控制功能

GM-II型高频高压电源预留有通讯接口，能够全方位获取电除尘运行信息（如浊度、负荷、给煤量等等），建立专家数据库，自动分析工况特性，并依据工况变化管理、控制自身的供电运行，形成高效的闭环控制系统，使自身始终运行在功耗最小、效率最高的理想状态，如下图2。

图2. GM-II闭环反馈控制功能解析图

◆设备自诊断及菜单式操作功能

设备上电后自动进入自检程序，无故障后，液晶显示面板进入主显示页面。通过简便的按键操作和菜单输入，可以对设备的运行参数进行调节及设置。所有系统控制数据和参数均有掉电保持功能。

五、基本操作与参数设置

5.1 注意事项

◆高频高压电源内部电气安装前，必须切断高频高压电源主回路进线电源。

◆本设备控制器采用CMOS集成电路制造，易受静电损坏，禁止用手触摸集成电路芯片

引脚或线路板引线。由于维修需要拆卸板件时，必须先释放掉维修人员身上的静电。

◆运行中高频高压电源箱门应关闭严密，禁止随意开启设备箱门。

◆高频高压电源运行过程中，禁止断开高频高压电源控制系统中的断路器。

◆高频高压电源运行过程中禁止触碰控制电路板，以防设备损坏和人身触电危险。

◆禁止在高频高压电源运行状态下操作高压隔离开关。

◆高频高压电源停机后，禁止在直流母线电压降至36V以下前进行电气以及机务检修工

作，以防高频滤波电容存电导致人身触电危险。

5.2 首次使用或大修后设备启动前检查

◆检查高频高压电源内部连接线及控制板插头是否松动，连接是否正确、可靠。

◆按图纸要求，用万用表检查设备接线，保证接线正确。

◆高频电源控制箱内塑壳断路器QF1（主回路开关）、QF2（控制回路开关）、QF3（温

控回路开关）是否处于断开位置。

◆用2500V兆欧表检查负载（电除尘器电场）绝缘，一般电阻值应在100MΩ以上。

◆检查高压隔离开关柜内的高压隔离刀开关是否已置于“联络（或电场）”位。

5.3 送/断电、启/停步骤

5.3.1 启动设备送电步骤

（1）送电前，必须按规程确认无任何检修维护作业，且现场条件满足安全运行规程，不会危及人身安全；

（2）为保证电除尘器电控系统安全，应严格的按顺序进行高频高压电源送/断电工作；

（3）高频高压电源机旁控制箱内的塑壳断路器QF1（主回路开关）、QF2（控制回路开关）、QF3（温控回路开关）合闸前，配电室高频电源配电柜内相应的回路断路器

必须处于分闸位置；

（4）高频高压电源机旁控制箱内的塑壳断路器QF1（主回路开关）、QF2（控制回路开关）、QF3（温控回路开关）依次合闸；

（5）配电室高频电源配电柜内相应的回路断路器合闸；

（6）将高压隔离开关柜内的高压隔离刀开关置于“联络（或电场）”位；

（7）确认安全联锁箱钥匙开关置于通位；

（8）在手操器/集中控制柜上点击“启动”按钮启动高频高压电源，若高频高压电源指示灯、表计、液晶显示面板上的数据等显示正常，则高频高压电源启动完毕。

注：控制箱内温度达到0℃以上，母排电压上升到450V以上时，方可对设备实施启动升压操作，否则设备不能正常启动。

5.3.2 停止设备断电步骤

（1）停机前，必须确认接下来的工作满足运行规程。

（2）为保证电除尘器电控系统安全，应严格的按顺序进行高频高压电源送/断电工作。

（3）在手操器/集中控制柜上点击“停止”按钮停止高频高压电源，若高频高压电源指示灯、表计、液晶显示面板上的数据等显示正常，则高频高压电源停机完毕。

当高频高压电源停机后需进一步检修，则需继续下列步骤：

（4）将高频高压电源控制箱内的塑壳断路器QF1(主回路开关)分闸；

（5）按住控制箱内“电容放电”按钮，直至直流母线电压将至36V以下；

（6）将控制箱内的塑壳断路器QF2（控制回路开关）、QF3（温控回路开关）分闸；

（7）将配电室高频高压电源控制柜内相应的回路断路器分闸；

（8）将安全联锁箱钥匙开关置于断位；

（9）将高压隔离开关柜内的高压隔离刀开关置于“接地”位；

（10）在配电室高频配电柜、高频高压电源、高压隔离开关柜处悬挂明显的检修维护、严禁送电标志牌。

5.4 监控与参数整定

GM-II型高频高压电源可实现多地控制，即手操器控制、配电室集中控制柜自动化监控。由于上位机画面因工程不同而不相同，以下只作机旁控制箱/手操器操作的详述。

5.4.1 机旁控制箱

“来电指示”指示灯：

◆“电源指示”指示灯：指示高频高压电源是否带电；

◆“运行指示”指示灯：指示高频高压电源的启停状态；

◆左下角三个指示灯：指示直流母线电压有高于36V DC电压。按“电容放电”按钮一

段时间后，这三个指示灯熄灭后，方可对设备进行检修。

六、常见故障判断

◆主回路故障

现象：直流母线电压正常，一次电流小于1/4额定，二次电压小于10KV，二次电流小于1/16额定值。

检查：IGBT模块是否损坏，驱动信号是否正常，驱动控制板是否正常。

◆二次信号反馈故障

现象：二次信号反馈故障，一次电流大于1/2额定，二次电压小于15KV，二次电流小于1/16额定值；

检查:取样连线是否可靠，测量取样电阻；

◆输出开路

现象：二次电压大于65KV，二次电流小于1/16额定值；

检查：阻尼电阻是否断开，隔离开关是否断开，电场连接线是否可靠，取样回路是否正常。

◆输出短路

现象：二次电压小于15KV，二次电流大于1/2额定值；

检查：隔离开关是否接地，电场是否短路，取样回路是否正常。

◆输入过流

现象：一次电流大于1.25额定值；

检查：二次电流、电压是否校准，整流回路、变压器是否异常。

◆直流母线电压低

现象：直流母线电压小于报警设定值；

检查：交流接触器是否有效吸合，预充电电阻是否断开，滤波电容是否正常，整流模块是否正常。

◆IGBT故障

现象：IGBT逆变器驱动板故障状态闭合；

检查：IGBT是否故障，驱动板是否故障。

◆IGBT温度高

现象：IGBT温度高于报警设定值；

检查：IGBT测温传感器是否故障，IGBT是否异常。

◆变压器油温高

现象：变压器油温高于报警设定值；

检查：变压器油温传感器是否故障，变压器是否异常。

◆油箱油位低

现象：油箱油位信号接点断开；

检查：变压器油箱是否有漏油，油箱油位信号开关是否正常。

七、起吊、安装及存储

◆拆封：

?设备开箱后，应检查高频高压电源的部件、附件、备件和技术文件是否齐全；

?检查高频高压电源运输后有无损坏，紧固件有无松脱现象，发现异常及时处理，不能修复的马上与我公司技术部门联系；

?检查高频高压电源油箱、瓷套管等有无损伤、渗漏油现象。

◆设备的起吊：

高频变压器油箱侧部配有高频高压电源的起吊挂钩。斜对称起吊，起吊应尽量平稳，保持垂直。

◆设备的安装：

?安装前检查：

检查运输过程中高频高压电源有无损坏，检查线路有无松动和掉线，变压器有无漏油，瓷套管有无损坏。

?机械安装：

在选择高频高压电源的安装位置时，应在设备周围预留空间，保证高频高压电源箱门可完全打开，安装倾斜度不大于3度。

?电气安装：

（1）高频高压电源进线为三相三线制，电缆大小应选用适宜，可参照具体工程项目电缆清册；

（2）高频高压电源机旁控制箱和配电室集中控制柜内留有通讯接线端子，通讯方式和电缆可参照具体工程项目电缆清册；

（3）户外主机外壳、户内集中控制柜外壳接地端必须可靠接地，接地线须采用35mm2以上的多股铜芯导线；

（4）保护接地和零线不可共用。

◆储存：

高频高压电源应存放在干净干燥的地方，不应随意打开高频高压电源箱门，不可倾斜或倒置，保持设备清洁。

八、设备维护和保养

◆注意事项：

?首次启动前要进行线路检查和电除尘器绝缘检查。

?设备启动前就地和控制室均要有人值守和通信联络。

?设备启动前要检查除尘器内无人检修，确保人员安全。

?设备绝对不允许空载启动，检查高压隔离开关连接良好。

?设备运行中绝对不允许操作隔离开关。

?设备运行中不能随意断开空气开关。

?设备运行中不可进行硬件检修、调整、维护等操作。必须停机后，断开主空气

开关，按住放电按钮，直至直流母线电压降落到36V以下（观察直流母线电压表）。

◆正常运行维护：

?监视高频高压电源的直流母线电压、一次电流、二次电压、二次电流。

?监视高频整流变压器的温升，变压器油温和IGBT模块温度不得超过85℃，无

异常声音，高压输出端无异常放电。

◆定期维护和保养：

?定期对高频高压电源进行清扫，保持设备清洁。

?定期对高频高压电源进行漏油、密封检查。

?每次大修进行一次变压器油试验，耐压值大于40kV/2.5mm。

?每年测量一次接地电阻，不应大于2Ω。

九、主要规格及技术参数

◆额定直流输出电压： 80KV（可选64KV、72KV），电压调节范围：10～100%；

◆额定直流输出电流：输出电流调节范围：10～100%；

◆输入电压：三相电压380VAC，50Hz；

◆输出电流频率：10K～50KHz；

◆电能转换效率≥93%，功率因数≥0.95（额定负载条件）；

◆通讯接口：RS485；

◆高频变压器防护等级：IP54；

◆冷却方式：油浸自然冷却；

◆变压器油温升：≤40℃；

◆主要规格设备容量如下：

?0.4A-2.0A/64KV、72KV、 80KV

?如有特殊电压要求，可协商设计。

十、附图/表

◆附图1 GM-II型高频高压电源主机安装尺寸图

◆附表1 GM-II型高频高压电源规格参数表

◆附图2 GM-II型高频高压电源主机电气原理图（1.2A以上）

◆注：以上图纸仅供参考，如有改动，恕不另行通知。

附图1 GM-II型高频高压电源主机安装尺寸图

附表1 GM-II型高频高压电源规格参数表