电除尘三种高压电源装置的可靠性研究
对静电除尘用高压供电电源特性的探讨
相 应 的控 制 技 术 来 支 持 ，火 花 率 控 制 技 术就 是 制 和 装 置 系 统 ， 因此 势 必 会 增 加 电源 成 本 。
在进一 步推 广该技术运用 的广度Байду номын сангаас
深度。
种 有效的控制方式 ，它是利用 除尘 器中的火 花 信号对火花率进行反馈和调节 ，从 而保证 静
一
Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ● 电力电子
对静 电除尘用高压供电电源特性的探讨
文／ 张 永 行
！
尚腱 蹴器 除坐器负
随着我 国社会的进一步发展 ， 资源环境 问题也越来越 突出，不断 威胁着Ｊ Ｌ ４ ｆ ］ 的生活和 国家经济的健 康发展，为此，我 国应不断加大节
尘浓度大 的场合 ，能够在关键时刻起到 良好 的
效果。
３ ． ４ 高 压 电源 的 Ｐ ｗ 控 制 开 关 的 电 源 供 电 方 式
３ ． ３ 高压 电 源 的 恒 流供 电 方 式
【 关键词 】静 电除 尘 高压供 电 电源特性
电除尘器灵活应对各种状况 ，保 持最佳 的火花 率，从而减少损耗 ，保持稳定 。 目前 ，这一控 制 方式应 用的较为普遍， 且取 得了 良好的效果。 ２ ． ２最高平均电压值的控制
这 一 电 源 的 控 制 方 式 可 以 实 现 自 动 跟 踪
恒 流 供 电方式 也是 高压静 电除 尘器 的主 要供电方式，其主要是 由电感和 电容组成 的， 进而将 电压源转为 电流源 ，进而再通过直流 高 压器后 ，将恒流输给静 电除尘器开始进行供 电 工作 。这一供 电方式可 以实现 自动跟踪 的强大 功能，并且在其运行的过程 中不需要进行任何 反 馈 控 制 。此 外 ，随 着 输 出 电压 的 逐 步 增 大 和 电阻尘粒 的增多 ，使得除尘器 的输 出功率 也相
电除尘高压电源的特性及比较表
电除尘高压电源的特性及比较1 几种电源主要性能比较见表 1。
a）节能分析电除尘高压电源的节能有两个方面，一方面是电源本身的效率，即电源的电能利用率，另一方面是运行过程的电场实际耗电量。
高压电源电能利用率从高到低是高频电源>中频电源>三相 SCR 电源>单相 SCR 电源；而电场实际耗电量与电除尘工况、电源供电方式、控制模式等有关，不同厂家的产品可能会有不同效果。
b）除尘效率分析从电除尘效率角度，考虑高压电源的选择主要取决于工况。
如果电场的实际运行火花电压低，电场的电流小，应尽量选用二次电压纹波系数小的电源，即可选择三相 SCR 电源、中频电源、高频电源等，与单相 SCR 电源相比，该三种电源能大大提高电场的输入电能，提高运行参数，有利于提高电除尘的效率；如果单相 SCR 电源运行时，电场的运行电流大电压高，接近额定值，并且火花少，则可选择较大功率的三相电源进一步提高电源的注入功率来提高除尘效率。
3 高频高压电源与常规单相 SCR 电源输出电压波形比较见图 1：图 1 电场二次电压波形对从图 1 中可以看出，在相同峰值电压时，高频高压电源的平均电压比常规电源（单相SCR 电源）要高很多。
三相 SCR 电源、中频电源在该特性上与高频电源类似；该特性也是这三种电源与常规电源的最显著区别点。
4 中频电源与三相 SCR 电源相比，主要不同点有：a）三相 SCR 电源与中频电源的输出纹波系数都比单相 SCR 电源小，有相近的平均电压输出值；b）火花关断中频电源比三相 SCR 电源快，冲击小，间隙供电脉冲宽度中频电源比三相SCR 电源窄；c）供电方式中频电源与三相 SCR 电源采用不同的控制原理；d）整流变压器噪声中频电源相对较大。
5 高频高压电源与中频电源相比，主要不同点有：a）高频高压电源为一体化结构，而中频电源为分体式结构；b）高频电源大功率较难实现，而中频电源大功率不存在问题； c）高频高压电源价格比中频电源高。
电除尘用高压供电技术
晕 电流 ，抑 制 反 电晕 的发 生 ，使 电除 尘器 在 收集 高 比 电
阻粉 尘 时有更 高 的效率 。
脉 冲 高压 电源 主要 用 于 克 服 高 比 电阻粉 尘 反 电晕 、
提 高 除 尘 效 率 的 场 合 。 其 对 电 除 尘 器 的 改 善 程 度 通 常 可 由 驱 进 速 度 的 改 善 系 数 来 评 估 ， 改 善 系 数 定 义 为 电 除 尘 器 用新 的供 电方 式 与用 常 规直 流供 电时驱 进 速度 之 比 。 现 场 试 验 表 明 ， 改 善 系 数 与 粉 尘 比 电 阻 关 系 很 大 ，将 随
高频 电源 属 于恒 流源 性 质 的 电源 ，在 电除尘 器 出现 放 电击 穿 时 ， 电流 近似 保 持 不变 ，并且 能 在 极短 时 间 内
停 止 供 电 ， 从 而 减 小 火 花 功 率 ， 是 目前 各 种 除 尘 器 电 源 中 产 生 火 花 能 量 最 小 的 电 源 ， 尤 其 适 合 在 湿 式 电 除 尘 器 中 应 用 ， 可 避 免 对 湿 式 电 除 尘 器 中 阳 极 的 烧 蚀 ， 如 舟 山 电 厂 、 兰 州 热 电 厂 、 民 权 电 厂 、 怀 安 电 厂 、 承 德 热 电
燃 煤 电厂实 现 “ 超 低 排 放 ” ，除 了采 用湿 式 、低低 温 电 除 尘 等 本 体 技 术 外 ， 先 进 的 电 除 尘 用 高 压 供 电 技 术 起 着 重 要 作 用 。 近 年 来 ， 国 内 电 除 尘 电控 企 业 加 大 研 发 力 度 ， 以 高 频 电 源 、 三 相 电 源 为 代 表 的 一 批 新 型 高 效 电
粉 尘 比 电阻 的增 加 而迅 速 增加 。 脉冲 供 电方 式被 认 为是
电除尘高频高压电源三种控制模式的比对
电除尘高频高压电源三种控制模式的比对三种控制模式：调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式1 前言近几年，随着高频高压电源在电除尘行业的应用，其功率已由原来的600—800mA/80KV发展到现在的mA/80KV，满足了电除尘器大部分的要求，因此其应用范围和数量迅速扩大，对其应用研究也更加深入。
由于电除尘高频高压电源是一种基于高频开关技术的新型电源，与可控硅电源有着本质的不同。
其体积小、节能、高效率等特性及对电除尘收尘突出的优点已被业内肯定，但由于其工作原理及控制方式也有别于其它常规电源，有必要对其控制特点作特别的分析和研究，有利于高频电源的研究和推广，满足市场的需求。
2 电除尘高频高压电源技术方案根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源来看，电除尘高频高压电源方案虽各有特色，但总结电路上基本上相类似，主要由工频整流滤波，谐振逆变电路，高频升压整流输出以及对电源的控制部分构成。
采用的开关器件有单IGBT、IGBT模块、IPM模块；控制普遍采用DSP数字信号处理器或单片机。
其不同在于触发控制模式上。
高频高压电源主回路工作原理及特点：A、工频整流、滤波。
三相380V交流经三相整流得到直流电压，经LC滤波输出530V的直流母线电压。
B、开关逆变：直流电压经由PM模块或IGBT模块组成的全桥逆变电路。
由于是大功率逆变，为减少开关损耗，降低开关模块的温升和电流电压应力，主回路均采用串联谐振拓补电路，即采用谐振电容Cs，谐振电感Ls及利用高频变压器漏感组成高频谐振式逆变电路。
当L&C参数选择合适，配合合适的开关频率和控制模式，能使开关模块工作在零电流开通和零电压关断模式，即软开关状态；大大降低了开关损耗，并且能有效减少进入高频变压器的高次谐波，也减少变压器及硅堆的损耗。
C、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负载上得到基本上纯直流电压波形。
3电除尘高频高压电源控制方案我们根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源分析来看，对高频触发脉冲控制主要可分为：调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式三种。
高压静电除尘及伏安特性实验研究
高压静电除尘及伏安特性实验研究摘要：文章研究了高压静电电压对除尘效率的影响。
无论是改变极板间的间距还是极板间的张力，静电除尘器的除尘效率均可达到90%以上；当极板的最大间距和电压为32kV时，最大捕获效率为99.66%。
静电除尘器充放电时电压特性的趋势基本相同，电流急剧增加约9kV。
随着电流的迅速增加，两者开始闪烁约20kV。
关键词：静电除尘；捕集率；驱进速度；伏安特性曲线；实验研究；前言静电除尘是气体除尘的一种方法，其效率最令人担忧。
因此，为了进一步提高静电除尘系统的运行效率，确保其静电除尘成品满足人民的需要，制造商必须根据静电除尘的特点，更合理地将高压电源应用于静电除尘系统。
1高压静电除尘概述1.1 简析静电除尘静电除尘的实现原则是:充分利用电场对正离子和电子气体进行电离，电子因负电负荷不规律地运动而走向阳极。
在这个过程中，电子碰到烟气中的灰尘，与灰尘结合起来充电一旦尘埃被充入，它就会吸附在阳极上。
静电除尘有许多特点，其中最重要的是可以净化的气体总量。
除尘效率更高。
它可以在高温下净化灰尘蒸汽。
重量结构简单，风速低，压力损耗低。
可以去除的颗粒度非常大。
静电除尘系统运行时电能损耗较低。
其产品“静电除尘”可以实现远程计算机控制和操作。
鉴于上述情况，静电除尘系统的这些特点已扩展到全国范围更广的领域。
目前，为了进一步提高静电除尘器系统的运行效率，需要对静电除尘器的高压电源特性进行全面研究，以便合理有效地改造现有的静电除尘器系统。
1.2 高压静电除尘器工作原理及其结构高压静电除尘器采用两个金属阳极和阴极，通过高压硅整流变压器将380V 的交流电流转变为20-80kv的高压直流电流，以保持电离气体的足够静电场。
烟气经过静电除尘器时，气体中的灰尘到达极点板或极线时，灰尘被吸附在极板或极线上，然后使用冲击装置落入灰斗中，以达到除尘目标。
静电除尘器由电场机械设备装置和电源组成。
主要部分是一个巨大的电场装置，使加工对象能够通过和分离悬浮颗粒。
高压静电除尘实用电源的研究
。输出电乐负反馈可以调节1桥逆变电路的工作脉冲的宽 度。以便实现输出稳压。3电路原理及性能分析3.1辅助电 源全桥变换器中。1.丁开关需要离驱动。隔离驱动，简中 和最通用的
方法心在咖动电源和相应开关器件之间变压器进行耦介1 阳派生喂变换器中，由于开关导迪的冷比总迅小于50.所 以可以妙目1带多输出线圈的驱动变压器。由于4个开关 器件只有2个原
f；VT1vrr，l1lvrrVT，lXJff；180IK触发下轮流导通和关断， 将直流电压变换为交流电压。在01和00等自关断器件在 运行中都必须配用关断缓冲器件。；1
；也不例外，和构成了1的关断缓冲电路。由于电容具有 电压不能突变的性能，所以电容的并入使⑶截止时开关 能说从瓦丁转移至电界上，进而限制了108丁的电压上升 率，电容中储存的
差放人1脉冲调制比较器及输出级电路等。1544组成的脉 宽调制控制电路为了避免刚接通电源，变汛器7时饱和而 引起的冲击电流。采用软启动来逐渐建立变压器的电压。 软启动电路由
5中，和组成。+12电源加上后，1.494输出的+5基准电源 通过加于4脚。使其得到个高电位3.5.封锁输出脉冲。1； 1订关断。随，1的充电，4脚电位逐渐下降，小于3后
护措施，并常需要在输出高压方串电抗器件以限制短路 电流的变化率，同样由于频率较低，电感体积也较大。 由于以上的缺点，本文不采用变压器直接升压式，而采 用高频逆变式倍压整流电
路。具体方案介绍如下。2系统组成高频脉冲变压器和， 贾肘脉宽调制技术来实现高压电源。具有损耗小重量和 体积均大为减小，电源转换效率高，对电网污染小等特 点。2为系统组成框。
且其造价比常规电除尘器还低。倍压整流电路输出的电 压作为除尘用高压静电电源。此高压引到除尘器的除尘 室。形成高压静电场。放电电极妁围域。产生电离，形 成正负离子。3.3脉宽
静电除尘器三相高压电源技术的开发与应用
控制 器 主要 完成 数据 采集 、 数 据处 理及 各种 控
制 和保 护 功能 。控 制器 采集 的信号 包 括一 次 电压 、 电流 ， 二次电压 、 电流 ， 温 度信 号 ， 这 些 信 号通 过 放 大、 滤波 、 多路 选择 等环 节将 信号 传送 至处 理器 ， 偏 励 磁 等 信号 调 整 后 也送 入 处 理器 。通 过 软件 可 以 设 定参 数 范 围 ， 当参 数超 限 ， 控制器 启 动报警 程 序 ，
压供 电方 式 平稳 过 渡 的方 案 。采 用 三相 高压 供 电
的平衡 方 式 ， 通 过 控 制 可控 硅 模 块 的导 通 状态 ， 实
施 电压 、 电流 、 相角 、 磁 通 的平 衡 控 制 ， 实 现合 理 的
用 电模 式 ， 有 效提 高电能转换 效率 。
（ １ 济钢集 团有 限公司 水文公司 ， 山东 济南 ２ ５ ０ １ ０ １ ； 山东超越数 控电子有限公 司 ， 山东 济南 ２ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘
要： 通过开发核心控制器 ， 利用 Ｄ Ｓ Ｐ控制器实现为电除尘器提供三相高压供电方式 ， 应用降压振打控制技术 ， 开发高效
控制器软件 系统等 ， 设计开发 了为静 电除尘器供电的三相 高压 电源 ， 明显提 高了单 项电源功率 因数 ， 有效 提高电除尘器 的 平均 电压 ， 三相电源的转化率比现有设备 提高 ２ ４ ％。
目前 国 内电除尘 器 的供 电 电源 ， 基 本采 用 常规
包括模拟量检测 、 晶 闸管 触 发 电路 、 键盘输入 、 液 晶显示 、 Ｃ Ａ Ｎ总线 通 信 、 火 花 检测 和故 障检 测 保 护 等 ｊ 。 现场 检 测 到 的一 次 和 二 次 电压 电流 等 模 拟
电除尘器高压电源-各类高压电源的性能对比
电除尘器高压电源-各类高压电源的性能对比电除尘器高压电源各类高压电源的性能对比概述在饱受雾霾之苦的今天。
随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。
这就迫使企业对现有的电除尘器设备进行不断的升级和改造。
在电除尘器改造的过程中，供电系统的选择直接影响着除尘器的性能。
本文通过对电除尘器各类高压电源工作原理的比对来分析什么样的电源更有利于提高除尘器的除尘效率。
一、电除尘器电源发展的三个阶段：第一阶段：工频电源1、恒流源：单相交流380V俞入，变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。
输出频率100Hz,二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC电压波形。
2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率100Hz,二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC电压波形。
3、三相可控硅电源：三相交流380V俞入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。
输出频率300Hz,二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC电压波形。
第二阶段：高频电源1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。
2、按调压方式可分为：调频咼频电源、调幅咼频电源。
三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。
输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。
二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC电压波形第三阶段：工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。
基波频率300Hz,脉冲频率100pps，脉冲宽度75卩s;第四阶段：高频基波脉冲电源：由多组独立高频电源叠加组成。
基波频率10〜50 kHz,双脉冲频率1〜10000pps，脉冲宽度8卩s；脉冲电源输入电压：三相交流380V。
二次电压输出波形：直流（DQ电压波形叠加脉冲（PULSE电压波形。
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电除尘三种高压电源装置的可靠性研究
摘要：随着《火电厂大气污染物排放标准（2011）》的确定，重点地区特别排
放限值即为烟尘排放浓度不大于20 毫克/ 立方米国家大气粉尘排放新标准的实施，部分企业原有的电除尘设备无法达到排放标准。
本文通过对沿海某4*600MW 燃
煤发电厂4号机组静电除尘器改造后的工频电源、高频电源、脉冲电源的三种高
压电源装置在运行中的状况来说明各个高压电源装置的优缺点及其他们互相组合
后在除尘器中的实际应用效果。
关键词：电除尘；高频电源；脉冲电源；工频电源
1 概述
沿海某4*600MW 燃煤发电厂电除尘器为双室五电场四通道设计，每台炉电
除尘器共20台硅整流变压器及高压控制柜，采用GGAj02（DJ-96）型电除尘器微
型机自动控制高压供电装置。
由于煤种和负荷的不断变化，致使电除尘除尘效率
过低，电场火花率居高，粉尘排放量难以控制，排放量远高于设计值，无法满足
新的排放标准。
为了满足新的排放标准，通过技术改造后电除尘A、B 测浊度均
低于20mg/m3。
2 工频高压电源供电装置
沿海某4*600MW 燃煤发电厂4号机组静电除尘器对4电场4台硅整流变压
器供电装置进行升级，主要将智能控制器DJ-96升级为JH2000C型智能控制器。
此控制器控制部分采用了先进的十六位单片机和外围芯片，具有处理速度快、功
能强、电路结构简单、功能完善、可靠性好等优点。
此外，具有优异的闪络控制
性能，通过对电场中电压电流波形变化的分析，能非常准确的判断闪络，并能做
出最佳处理，在闪络处理上采取了下降幅度小，回升速度快的方法，并能自动适
应工况条件的变化，无需人工调节。
而且具有完善的故障报警合保护功能，能保
证设备安全可靠地运行。
从此燃煤发电厂改造后设备的运行维护了解，改造后设备已连续正常运行1年，供电装置运行稳定，未发生因设备固件原因造成电场跳闸，相比与初始安装
的工频电源装置稳定性有很大提高，维护检修方便，运行方式多样，满足现场工
况要求。
但是，工频高压电源供电装置还存在以下缺点：工作频率低，效率转换
低（一般在70%以下）因此能耗高；电源输出为两相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，容易造成配电系统的不平衡；
3 高频电源供电装置
沿海某4*600MW 燃煤发电厂4号机组静电除尘器对1、2、3电场12台硅整
流变压器供电装置由工频电源改造为JHGP-1.8A/80kV-HW型高频高压电源。
此高
频高压电源与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异，具有可大幅度提高除尘
效率、输出直流电压波纹小、平均电压高、体积小、重量轻、集成一体化结构、
转换效率与功率因素高、三相供电平衡、对电网影响小等多项显著优点。
高频电源供电装置具有高达93%以上的电能转换效率，在电场所需相同功率下，可以比常规电源更小的输入功率（约30%），具有更好的荷电强度，在保证
粉尘充分荷电的基础上，可以大幅度减少电场供电功率，从而减少无效的电场电
功率。
且其为三相输入，三相供电平衡，功率因数大于0.95，无缺相损耗，无电
网污染。
此外高频电源供电装置的输入电压波纹系数比常规电源小（电除尘器高
频高压电源＜4%，而常规电源约30%），可大大提高电晕电压（约30%），从而
增加电场内粉尘的荷电能力，也减少了荷电粉尘在电场中的停留时间，从而可提
高除尘效率。
4 脉冲电源供电装置
沿海某4*600MW 燃煤发电厂4号机组静电除尘器对5电场4台硅整流变压
器供电装置由工频电源改造为韩国浦项制铁生产的POS MPS 2000脉冲电源供电
装置。
此脉冲电源方式为直流电压+脉冲电压（DC：15~50KV，Pulse：20~60KV），是一种独特的基础电压叠加脉冲电压的双电模式，相比于传统的工频、高频电源，能使粉尘的趋近速度明显提高。
从此燃煤发电厂改造后设备的运行维护了解，脉冲电源供电装置在投产运行
1年中基本稳定运行，1次报二次电流低跳闸（检查原因为脉冲变压器内部电源
板电弧烧伤导致），2次报脉冲电压过压（原因为电场内部输灰问题）。
此供电
装置自动化程度高，电气元件运行稳定，适用于长期运行状态。
5 三种电源装置的组合运用
沿海某4*600MW 燃煤发电厂4号机组静电除尘器改造后为1、2、3电场为
高频电源供电装置除尘，4电场为工频电源装置除尘，5电场为脉冲电源装置除尘。
通过这三种电源装置的组合应用使得4号电除尘的除尘效率大大提高，又减
少电能的使用。
由于电除尘前电场的粉尘浓度大，且尘粒在空间的分布较为均匀，所以前电
场的主要作用就是充分收集荷电后的不同粒径的尘粒，因此气体在前电场电离越
充分，也就意味着前电场尘粒的荷电效果越好。
高频电源是把三相工频电源通过整流形成直流电，通过逆变电路形成高频交
流电，再经整流变压器升压整流后形成高频脉动电流送除尘器，负载运行时起晕
电压比采用工频电源起晕电压低，有利于运行电流的提高，与工频电源相比，高
频电源可增大电晕功率，从而增加了电场内粉尘的荷电能力。
高选择在前电场安
装高频电源可以有效提高二次电流的输出，增大前电场的除尘效率。
当高频电源
间歇性供电时，其脉冲宽度更窄、频率的选择范围更大、电压上升率更陡。
这能
有效抑制反电晕，从而提高除尘效率。
根据实际监测情况来看，该电厂#4 机组电除尘1、2、3电场改用高频电源后，前电场的除尘效率有了较为明显的提高，具体体现在电除尘前电场浊度值下降明显，前电场输灰量增加。
所以，合理利用高频电源和脉冲电源代替工频可控硅电源，既能够提高电除
尘的除尘效率，又能够减少电能的使用，还能够降低建造成本。
6 总结
通过高频电源和脉冲电源的组合应用，在前电场运用高频电源，对直径较大
的颗粒物进行收集后，在末电场使用脉冲电源，对细微颗粒物进行收集。
有效减
少了电除尘出口浓度。
取得除尘电价的同时，降低电除尘用电量改善当地环境带
来经济效益的同时有着显著的社会效益，同时也提升了企业形象。
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作者简介：
童智玮（1985-），男，汉族，江西余江人，学历：大学本科，职称：工程师，研究方向：电气维护检修。