CN106353593B - 用于监测静电除尘器的信号质量的方法和静电除尘器 - Google Patents

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Abstract

一种用于监测静电除尘器(1)的信号质量的方法，所述方法包括：实时测量发送给静电除尘器(1)的变压器(6)的初级电功率的至少一个特征和/或发送给静电除尘器(1)的集电极(3)和放电电极(4)的次级电功率的至少一个特征，详述所述至少一个测量的特征，所述测量特征生成指示信号质量的信息，提供所述信息。

Description

用于监测静电除尘器的信号质量的方法和静电除尘器
技术领域
本发明涉及一种用于监测静电除尘器的信号质量的方法和静电除尘器。
背景技术
静电除尘器包括集电极和放电电极，其通过连接到电网的变压器供应有电功率。
在操作过程期间，向集电极和放电电极供应高电功率(例如，电流强度)是有用的，因为这改善集电极的集尘。
另外，对供应给集电极和放电电极的电功率(例如，电流强度)限制是重要的，因为过高的电功率(例如，电流)能够引起火花。火花引起集电极和放电电极中所积累能量的放电并且因此通常必须被避免(但是在一些过程中受控火花能够是有利的)。
传统地，由电网供应给变压器的电功率的特征(初级特征)的信号质量(例如，电流，电压)和由变压器供应给集电极和放电电极的电功率的特征(次级特征)的信号质量(例如，电流，电压)仅仅在静电除尘器操作之前(例如，在静电除尘器安装之后但在开始操作之前执行的测试过程期间)进行测量。
由于这个理由，不可能检测那些能够引起静电除尘器非最佳操作的可能麻烦或损害或差信号质量，例如，能够在电网和/或变压器和/或将变压器连接到电网和集电极及放电电极的电缆处出现的麻烦或损害或差信号质量。
另外，该测量是通过训练的人员使用外部示波器完成。
发明内容
本发明的一个方面包括，提供一种方法和静电除尘器，当实际使用静电除尘器时，允许在安装后检测差信号质量。
本发明的另一方面在于提供一种方法和静电除尘器，其允许在没有外部设备的情况下以及在不需训练人员的情况下进行差信号质量的检测。
根据所附权利要求通过提供方法和静电除尘器来实现这些和另外方面。
本发明提供一组技术方案如下：
1、一种用于监测静电除尘器(1)的信号质量的方法，
所述静电除尘器(1)包括电连接到变压器(6)的集电极(3)和放电电极(4)，所述变压器(6)提供有初级电功率并且提供次级电功率，所述变压器(6)连接到控制器(10)，所述方法包括：
实时测量所述初级电功率的至少一个特征和/或所述次级电功率的至少一个特征，
详述所述至少一个测量的特征，所述测量的特征生成指示所述信号质量的信息，
提供所述信息。
2、如技术方案1所述的方法，其特征在于所述特征是电压和/或电流。
3、如技术方案1所述的方法，其特征在于
所述特征是初级电压，以及
详述包括获取所述初级电压的频谱分析以及计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述初级电压的所有谐波相关联的功率的百分比。
4、如技术方案1所述的方法，其特征在于
所述特征是初级电压，以及
详述包括计算所述初级电压的零交叉偏差。
5、如技术方案1所述的方法，其特征在于，
所述特征是次级电压，以及
详述包括获取所述次级电压的频谱分析以及计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述次级电压的所有谐波相关联的功率的百分比。
6、如技术方案1所述的方法，其特征在于
所述特征是次级电压，以及
详述包括计算所述次级电压相对于时间的导数。
7、如技术方案6所述的方法，其特征在于详述还包括选择所述次级电压中的最大负导数。
8、如技术方案1所述的方法，其特征在于
所述特征是初级电流，以及
详述包括获取所述初级电流的频谱分析以及计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述初级电流的所有谐波相关联的功率的百分比。
9、如技术方案1所述的方法，其特征在于
所述特征是次级电流，以及
详述包括获取所述次级电流的频谱分析以及计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述次级电流的所有谐波相关联的功率的百分比。
10、如技术方案1所述的方法，其特征在于提供所述信息包括在监测器上显示所述信息或者生成报告或者激活警报。
11、一种静电除尘器(1)，包括电连接到变压器(6)的集电极(3)和放电电极(4)，所述变压器(6)提供有初级电功率并且提供次级电功率，所述变压器(6)连接到控制器(10)，通过包括下列来表征
至少传感器(12a-d)，用于实时测量所述初级电功率的至少一个特征和/或所述次级电功率的至少一个特征，
控制单元(15)，用于详述测量的特征，所述测量的特征生成指示信号质量的信息，
接口(16)，用于提供所述信息。
12、如技术方案11所述的静电除尘器(1)，其特征在于所述控制单元(15)是所述控制器(10)的一部分或嵌入所述控制器(10)中。
13、如技术方案11所述的静电除尘器(1)，其特征在于所述接口(16)包括监测器或生成报告的用户或生成警报的系统。
附图说明
进一步的特征和优点将从该方法和静电除尘器的优选但非排他的实施例描述中而更加显而易见，实施例在附图中通过非限制性示例图示，其中：
图1示出静电除尘器的实施例；
图2示出初级电压的频谱分析；
图3示出初级电压的电压/时间关系。
具体实施方式
在下面首先描述静电除尘器1。
静电除尘器1具有外壳2，其容纳集电极3(例如具有板形状)和放电电极4(例如有直线形状并通过杆或电缆限定)。
静电除尘器1还包括变压器6；变压器6经由电缆7连接到集电极3和放电电极4。变压器6也经由电缆8连接到电网9。变压器6提供有来自电网9的初级电功率，并向集电极3和放电电极4提供次级电功率。
静电除尘器还包括连接到所述变压器6并用于驱动变压器的控制器10。
静电除尘器还具有一个或多个传感器12a-d，用于实时测量初级电功率的至少一个特征和/或次级电功率的至少一个特征。
传感器能够包括：
-连接到电缆8的电压传感器12a，诸如电压表；
-连接到电缆8的电流传感器12b，诸如电流表；
-连接到电缆7的电压传感器12c，诸如电压表；
-连接到电缆7的电流传感器12d，诸如电流表。
另外，静电除尘器1包括控制单元15和接口16，控制单元15用于详述测量特征生成指示信号质量的信息，接口16诸如监测器用于提供信息。
在优选实施例中，控制单元15是控制器10的一部分或嵌入在控制器10中。
该静电除尘器1能够实现方法，所述方法包括实时测量所述初级电功率的至少一个特征和/或所述次级电功率的至少一个特征。
实时进行测量，即，在操作静电除尘器1期间并且所测量特征供应给控制单元15。能够检测一个或多个特征，诸如电功率的电流和/或电压，另外通过电缆7或电缆8或电缆7和8的电功率的特征是可能的。
该方法还包括详述测量特征，测量特征生成指示信号质量的信息。控制单元(或控制器)能够具有模拟/数字转换器，使得控制单元15需要详述数字信号。控制单元优选是计算机系统，使得信号详述能够通过编程计算机系统轻松完成。
该方法还包括提供信息；这能够通过显示监视器16上的信息来完成。另外或作为备选方案，例如在不同于所期望信息的信息的情况中，信息能够被提供给生成报告的用户(例如，自动用户)或激活警报的系统。
不同可能性都可以用于被测量的电功率特征以及用于详述测量特征；下面说明的任何实施例能够单独或与其他组合实现。
第一示例
在第一示例中，特征是初级电压，并且详述包括获取初级电压的频谱分析(例如，通过例如图2所示的，快速傅里叶变换)。
对于初级电压，期望的是谐波置于1至3倍的初级电压频率；因此如果初级电压频率为例如50Hz，那么第一谐波期望在50Hz而第二谐波在150Hz。
随后，通过计算与给定谐波(例如第一谐波(例如50Hz)和第二谐波(即150Hz))相关联的功率相对于与所有谐波相关联的总功率的百分比来生成信息。
信息能够是：
-好(对于超过或等于90的频率分析，即第一和第二谐波携带所有谐波功率中的至少90％)，
-OK或中(对于超过或等于80的频率分析)，
-差(对于低于80的频率分析)。
从这个信息中，有可能确定在初级电压中是否包含噪声；事实上，如果信息是好，则不存在能够阻碍静电除尘操作的噪声或存在能够阻碍静电除尘操作的有限噪声。在信息为差的情况下，电网和/或变压器6和/或电缆8能够是有缺陷的，或者能够不正确地操作并生成不希望的和意想不到的谐波。
第二示例
在第二示例中，特征是初级电压并且详述包括计算初级电压的零交叉偏差。
图3示出电压并且特别地示出电压的零交叉，即，当电压为0时。
能够通过测量最大半周期时间(Pmax)和最小半周期时间(Pmin)、计算它们的差并减去采样误差(2倍采样周期T)来计算零交叉偏差。该值能够乘以100。
用于计算零交叉偏差的方程因此为：
ZCD＝Pmax-Pmin-2T
其中
ZCD是零交叉偏差，
Pmax是P1和P2之间的测量的最大半周期时间；
Pmin是P1和P2之间的最小测量半周期时间；
T是采样周期(例如，对于1200采样/分钟)
如果例如P1＝Pmin＝11T ms，并且P2＝Pmax＝13T ms，则零交叉偏差为0ms。
关于零交叉偏差的信息能够是：
-好(对于低于或等于0.5ms的零交叉偏差)，
-OK或中(对于低于或等于1ms的零交叉偏差)，
-差(对于大于1ms的零交叉偏差)。
零交叉能够用作控制器10处的参考，用于驱动变压器6；例如使用零交叉作为参考以驱动变压器来使其发送电流脉冲给集电极3和放电电极4。因此零交叉偏差指示在零交叉附近不存在能够影响静电除尘器性能的实质性干扰。
第三示例
在第三示例中，特征是次级电压，并且详述包括获取次级电压的频谱分析。
分析与初级电压的分析相同，但是在该情况下，期望发现其它的频率。特别的，期望谐波在2至4倍的初级电压频率，因此如果初级电压频率为例如50Hz，那么第一谐波期望在100Hz而第二谐波在200Hz。
通过计算与给定谐波(例如第一谐波(例如100Hz)和第二谐波(即200Hz))相关联的功率相对于与所有谐波相关联的功率的百分比来生成信息。
信息能够是：
-好(对于超过或等于90的频率分析，即第一和第二谐波携带所有谐波功率中的至少90％)，
-OK或中(对于超过或等于80的频率分析)，
-差(对于频率分析低于80)。
如果信号被分类为差，则不推荐使用优化算法来计算电晕时间和电晕电压。
第四示例
在第四示例中，特征是次级电压并且信息包括次级电压相对于时间的导数dV/dt。
该信息使用采样时间期间的最大负导数dV/dt；所有正dV/dt被忽略。信息能够是：
-好(对于低于或等于25kV/ms的dV/dt)；
-OK或中(对于在25-35kV/ms之间的dV/dt)；
-差(对于大于或等于35kv/ms的dV/dt)。
该分析能够给出指示即，次级电压是否能够精确地用于火花探测。如果在正常条件下导数过高，则火花探测的阈值需要设置到高水平以便不会得到火花误检测。当设置高阈值时，控制器能够忽略火花。
第五示例
在第五示例中，特征是初级电流，并且详述包括获取初级电流的频谱分析。
分析与初级电压的分析相同，但是在该情况下，期望谐波在1和3和5倍的初级电流频率。例如，初级电流频率为60Hz的情况下，那么谐波期望在60Hz、180Hz和300Hz。
通过计算与给定谐波(例如第一谐波(例如60Hz)、第二谐波(例如180Hz)和第三谐波(例如，300Hz))相关联的功率相对于与所有谐波相关联的功率的百分比来生成信息。
信息能够是：
-好(对于超过或等于84的频率分析，即第一、第二和第三谐波携带所有谐波功率中的至少84％)，
-OK或中(对于超过或等于73的频率分析)，
-差(对于低于73的频率分析)。
如果信号被分类为差，则不推荐使用优化算法来计算电晕时间和电晕电压。
第六示例
在第六示例中，特征是次级电流，并且详述包括获取次级电流的频谱分析。
分析与初级电压的分析相同，在该情况下，期望谐波在2和3倍的初级电流频率。例如，初级电流频率为60Hz的情况下，那么期望谐波在120Hz、240Hz。
而且在该情况下，通过计算与给定谐波(例如第一谐波(例如120Hz)和第二谐波(例如240Hz))相关联的功率相对于与所有谐波相关联的功率的百分比来生成信息。
信息能够是：
-好(对于超过或等于86的频率分析，即第一和第二谐波携带所有谐波功率中的至少86％)，
-OK或中(对于超过或等于74的频率分析)，
-差(对于低于74的频率分析)。
基于信息，有可能手动或自动调整静电除尘器。另外，有可能设置动力装置中断期间的维护工作。
自然地，所描述特征可以彼此独立地提供。
参考标记列表
1.静电除尘器
2.外壳
3.集电极
4.放电电极
6.变压器
7.电缆
8.电缆
9.电网
10.控制器
12a-d.传感器
15.控制单元
16.接口

Claims (7)

1.一种用于监测配备有集电极和放电电极的静电除尘器的功率质量的方法，所述方法包括：
将所述放电电极电连接到变压器；
将所述变压器连接到控制器；
从电网向所述变压器供应初级电功率；
从所述变压器向所述放电电极供应次级电功率；
在所述静电除尘器的操作期间，利用至少一个第一传感器实时测量供应给所述变压器的所述初级电功率的至少一个初级特征；以及
在所述静电除尘器的操作期间，利用至少一个第二传感器实时测量供应给所述放电电极的所述次级电功率的至少一个次级特征，以至少获得测量的初级特征和测量的次级特征；
基于所述初级电功率的所述至少一个测量的初级特征，以时间为单位计算初级电压的零交叉偏差，所述零交叉偏差指示零交叉周围的能影响所述静电除尘器的性能的干扰；
操作所述控制器以使所述变压器基于所计算的零交叉偏差向所述放电电极传输电流脉冲；
获得所述变压器的次级电压的频谱分析；以及
使用所获得的所述次级电压的频谱分析，计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述次级电压的所有谐波相关联的功率的百分比；
计算所述次级电压相对于时间的导数，并选择所述次级电压的最大负导数以确定所述次级电压是否能用于火花检测；
获得所述变压器的次级电流的频谱分析，并且计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述次级电流的所有谐波相关联的功率的百分比；
经由所述控制器在以下至少之一发生时进行报警：所计算的导数在导数值之外以及与给定谐波相关联的功率的百分比在次级电流谐波百分比值之外；
使用所测量的初级特征和所测量的次级特征来确定指示所述功率质量的信息；以及
经由所述控制器执行以下至少一项操作：在监测器上显示所确定的功率质量信息，生成包括所确定的功率质量信息的报告，以及当所确定的功率质量信息在预定值范围之外时激活警报。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初级电功率的所述至少一个初级特征和所述次级电功率的所述至少一个次级特征是电压和电流中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个初级特征是初级电压，所述方法进一步包括：
获得所述初级电压的频谱分析；
计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述初级电压的所有谐波相关联的功率的百分比；以及
当与给定谐波相关联的功率的所述百分比在初级电压谐波百分比值之外时，经由所述控制器进行报警。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个初级特征是初级电流，并且其中计算初级电压的所述零交叉偏差还包括获得所述初级电流的频谱分析，并且计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述初级电流的所有谐波相关联的功率的百分比。
5.一种静电除尘器，包括：
变压器；
集电极；以及
电连接到所述变压器的放电电极；
向所述变压器提供初级电功率的电网，并且所述变压器向所述放电电极提供次级电功率；
连接到所述变压器的控制器；
至少一个第一传感器，用于在所述静电除尘器的操作期间实时测量供应到所述变压器的所述初级电功率的至少一个初级特征，以至少获得测量的初级特征，以及
至少一个第二传感器，用于在所述静电除尘器的操作期间实时测量供应到所述放电电极的所述次级电功率的至少一个次级特征，以至少获得测量的次级特征；
控制单元，用于基于所测量的初级特征和所测量的次级特征来计算指示功率质量的信息；
所述控制单元基于所述初级电功率的所述至少一个测量特征，以时间为单位计算初级电压的零交叉偏差，所述零交叉偏差指示零交叉周围的能影响所述静电除尘器的性能的干扰，其中所述控制器使所述变压器基于所计算的零交叉偏差向所述放电电极传输电流脉冲；
所述控制单元基于所述次级电功率的所述至少一个测量的特征，计算以下中的至少一个：次级电压的频谱分析以及与给定谐波相关联的功率相对于与所述次级电压的所有谐波相关联的功率的百分比、所述次级电压相对于时间的导数和所述次级电压的最大负导数的选择，以及次级电流的频谱分析，并计算与给定谐波相关联的功率相对于与所述次级电流的所有谐波相关联的功率的百分比；以及
接口，用于经由所述控制器提供所述信息。
6.根据权利要求5所述的静电除尘器，其中所述控制单元是以下中的至少一个：所述控制器的一部分以及嵌入在所述控制器中。
7.根据权利要求5所述的静电除尘器，其中所述接口包括监测器、生成报告的用户接口、或生成警报的系统。
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