CN212935792U - 一种除尘用新型中频高压电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型针对现有技术中改造成本高，缺少对变压器的监测和保护功能，提供一种除尘用新型中频高压电源系统，属于电除尘技术领域，包括中频电源控制模块和高压电源电路，所述高压电源电路包括依次连接的三相断路器QF、三相电抗器L1、交流接触器KM、三相整流桥模块D1、LC滤波电路、IGBT逆变电路、升压变压器TM、二极管整流电路、隔离开关以及高压静电除尘器负载；该系统只需部分改造，原有的工频变压器可以继续使用，改造成本低，且加强了对变压器的保护，使系统的运行更加稳定。
Description
技术领域
本实用新型属于电除尘技术领域，具体涉及一种除尘用新型中频高压电源系统。
背景技术
目前电除尘技术有工频电除尘和高频电除尘，工频电除尘仅仅是通过调压可控硅来控制整流变的输入电压，进而达到调整整流变输出电压的目的，因此它的控制柜内部结构简单，工作可靠，维护量小，造价低，并且维护费用也低。但也存在诸如：体积大、重量大、功率因素和效率低，其输出二次电压波动大，电压峰值与平均值差异大，电压峰值引起火花放电导致平均工作电压较低，输出二次电流较小，脉动不够，缺少恒流特性，从而影响了收尘效果。高频电除尘是从工频电除尘的基础上发展起来的新型除尘方式，工作原理与工频电除尘大致相同，不同的是高频电除尘采用的是三相380V交流电源，在控制柜内通过整流变成直流电，再把直流逆变成高频交流电，再通过整流变升压、整流，经过高压隔离刀闸进入电场除尘，高频电除尘因采用了高频供电，供电波形在相对时间内产生了更多的电压峰值，这些峰值更容易在除尘极板间产生电晕放电，这样，高频电除尘无需输出太大的功率，就可以达到良好的除尘效果，所以高频除尘的效率要高些。
发明内容
但现场由于以前存在的单相工频电源体量较大，现在环保压力越来越大，需要改造的紧迫性越来越大。高频电源也是改造所需的高压电源之一，但高频电源由于其高频开关电源恒流源的特性，在有些特定的场所特别是钢铁行业、水泥行业具有独特的工况下，收尘效果并不是很理想，甚至还不如原先工频电源效果好。高频电源由于是三相供电，需要从控制室重新安装三相动力电缆或新增一条电缆（原先是两相电缆）。高频电源由于高频变压器和电控部分安装在一起，且放置在电除尘顶部，加上如隔离开关不配套时，改造时，机械安装改造工作量巨大。假如电除尘器顶部承重梁与改造时高频电源承重中心不同时，需要在电除尘器顶部加装承重加固，大大增加了电除尘改造时的难度。因此，从上述结果可得出结论：高压电源改造时，需要一种改造工作量小，安装简单，同时需要具备既具有工频电源的调压特性，又具有高频电源的调频这一特性的新型中频高压电源。
如专利申请号为CN201320345611.0 专利名称为一种电除尘智能中频高压电源控制系统的专利，该系统的三相带脱扣的断路器分别与可控整流器、电流互感器、智能控制模块连接；该可控整流器分别与滤波器和智能控制模块连接；该滤波器与中频变频逆变器连接；该中频变频逆变器分别与中频电感和IGBT驱动电路连接，且中频变频逆变器将第一反馈信号给智能控制模块；所述中频电感、整流变压器、高压静电除尘电场负载依次连接，且高压静电除尘电场负载将第二反馈信号给智能控制模块；所述智能控制模块与所述IGBT驱动电路连接。
但是上述发明需要对电源系统全部改造，改造成本高，且缺少对变压器的实时检测和保护功能。
发明内容
本实用新型针对现有技术中改造成本高，缺少对变压器的监测和保护功能，提供一种除尘用新型中频高压电源系统，该系统只需部分改造，原有的工频变压器可以继续使用，改造成本低，且加强了对变压器的保护，使系统的运行更加稳定。
本实用新型的发明目的是通过以下技术方案实现的：一种除尘用新型中频高压电源系统,包括中频电源控制模块和高压电源电路，所述高压电源电路包括依次连接的三相断路器QF、三相电抗器L1、交流接触器KM、三相整流桥模块D1 、LC滤波电路、IGBT逆变电路、升压变压器TM、二极管整流电路、隔离开关以及高压静电除尘器负载；所述中频电源控制模块包括母线电压采集电路、一次电流采集电路、升压变压器瓦斯保护电路、升压变压器油温信号采集电路、二次电流/电压信号采集电路、IGBT温度信号采集电路以及IGBT模块驱动电路；所述母线电压采集电路和母线电压采样板连接，母线电压采样板和所述高压电源电路中经三相整流桥模块D1整流后的直流电压相连；所述一次电流采集电路通过设置在IGBT逆变电路逆变后的交流电源上的电流互感器TA1输入电流信号；所述升压变压器瓦斯保护电路接收来自升压变压器内瓦斯继电器的触点信号，所述升压变压器油温信号采集电路接收来自升压变压器内的油温传感器信号，所述二次电流/电压信号采集电路采集的是经二极管整流电路整流后的高压直流电源，IGBT温度信号采集电路接收来自IGBT逆变电路中IGBT模块的温度传感器信号，所述IGBT模块驱动电路连接有IGBT驱动转接板，IGBT驱动转接板与IGBT逆变电路中的IGBT模块相连，中频电源控制模块通过IGBT驱动转接板驱动IGBT逆变电路中的IGBT模块的通断。
上述方案中，三相交流电通过三相整流桥模块D1 整流成高压直流电后，经过LC滤波电路滤波后，再经IGBT逆变电路将高压直流电逆变成频率可调的交流电源，再通过升压变压器TM变为高压电源，该高压电源经过二极管整流电路整流成高压直流电源后输送给高压静电除尘器负载。中频电源控制模块实时检测高压电源的一次电流/电压和二次电流/电压，以及变压器的油温和变压器内部故障，对设备可能出现的过流、过压、短路、变压器故障等进行保护。IGBT模块的温度也在中频电源控制模块的实时监控当中，IGBT逆变电路通过中频电源控制模块与IGBT驱动转接板的一对一单通道通讯，每个IGBT模块的开断频率都能单独控制。
作为优选，所述交流接触器KM的触点两端并联有给三相整流桥预充电的直流预充板U3。启动时，当交流接触器KM的主触点未吸合时，三相交流电通过直流预充板U3导通接入三相整流桥D1，给三相整流桥一个启动电压，当交流接触器KM的主触点吸合后，主回路工作时，三相交流电通过交流接触器KM的主触点连接进入三相整流桥D1，给三相整流桥D1一个额定三相交流电源，从而减少启动时电源对三相整流桥D1的冲击，延长了三相整流桥的使用寿命。
作为优选，所述直流预充板U3包括三个电阻，每个电阻对应三相交流电源的一相。
作为优选，所述IGBT驱动转接板和所述中频电源控制模块之间通过若干路光纤连接。每一路光纤对应一个IGBT模块的控制，使每个IGBT模块的频率可以单独控制。
作为优选，所述IGBT逆变电路的逆变频率不大于300HZ。保护了原有的工频变压器。
作为优选，所述中频电源控制模块还包括RS485接口和以太网RJ45接口。数据兼容性好，方便各行各业传送数据。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：
无需增加新的变压器，改造前的工频变压器可以继续使用，节约了改造成本；采用IGBT变频逆变技术，输出功率小，大大节约设备所需的电能 ；由于使用了原先的工频变压器，输出到静电除尘器负载的电源同时具有工频电源的调压特性，和高频电源的调频特性；IGBT逆变电路通过中频电源控制模块与IGBT驱动转接板的一对一单通道通讯， 每个IGBT模块的开断频率都能单独控制。
附图说明
图1为该实用新型的电气结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图所表示的实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例1
如图1所示，一种除尘用新型中频高压电源系统,包括中频电源控制模块和高压电源电路，所述高压电源电路包括依次连接的三相断路器QF、三相电抗器L1、交流接触器KM、三相整流桥模块D1 、LC滤波电路、IGBT逆变电路、升压变压器TM、二极管整流电路、隔离开关以及高压静电除尘器负载；所述交流接触器KM的触点两端并联有给三相整流桥预充电的直流预充板U3。所述直流预充板U3包括三个电阻，每个电阻对应三相交流电源的一相。启动时，当交流接触器KM的主触点未吸合时，三相交流电通过直流预充板U3导通接入三相整流桥D1，给三相整流桥一个启动电压，当交流接触器KM的主触点吸合后，主回路工作时，三相交流电通过交流接触器KM的主触点连接进入三相整流桥D1，给三相整流桥D1一个额定三相交流电源，从而减少启动时电源对三相整流桥D1的冲击，延长三相整流桥的使用寿命。
所述中频电源控制模块包括母线电压采集电路、一次电流采集电路、升压变压器瓦斯保护电路、升压变压器油温信号采集电路、二次电流/电压信号采集电路、IGBT温度信号采集电路以及IGBT模块驱动电路；所述母线电压采集电路和母线电压采样板连接，母线电压采样板和所述高压电源电路中经三相整流桥模块D1整流后的直流电压相连；所述一次电流采集电路通过设置在IGBT逆变电路逆变后的交流电源上的电流互感器TA1输入电流信号；所述升压变压器瓦斯保护电路接收来自升压变压器内瓦斯继电器的触点信号，所述升压变压器油温信号采集电路接收来自升压变压器内的油温传感器信号，所述二次电流/电压信号采集电路采集的是经二极管整流电路整流后的高压直流电源，IGBT温度信号采集电路接收来自IGBT逆变电路中IGBT模块的温度传感器信号，所述IGBT模块驱动电路连接有IGBT驱动转接板，IGBT驱动转接板与IGBT逆变电路中的IGBT模块相连，所述IGBT驱动转接板和所述中频电源控制模块之间通过四路单独的光纤通道对应IGBT逆变电路中的四个IGBT模块，对每个IGBT模块都可以单独控制其开断的频率。
运行时，三相交流电通过三相整流桥模块D1 整流成高压直流电后，经过LC滤波电路滤波后，再经IGBT逆变电路将高压直流电逆变成频率可调的交流电源，为了保护原有工频变压器，IGBT逆变电路的频率调整控制在300HZ以内，再通过升压变压器TM变为高压电源，该高压电源经过二极管整流电路整流成高压直流电源后输送给高压静电除尘器负载。中频电源控制模块实时检测高压电源的一次电流/电压和二次电流/电压，以及变压器的油温和变压器内部故障，对设备可能出现的过流、过压、短路、变压器故障等进行保护。IGBT模块的温度也在中频电源控制模块的实时监控当中，IGBT逆变电路通过中频电源控制模块与IGBT驱动转接板的一对一单通道通讯， 每个IGBT模块的开断频率都能单独控制。
文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种除尘用新型中频高压电源系统,其特征在于，包括中频电源控制模块和高压电源电路，所述高压电源电路包括依次连接的三相断路器QF、三相电抗器L1、交流接触器KM、三相整流桥模块D1 、LC滤波电路、IGBT逆变电路、升压变压器TM、二极管整流电路、隔离开关以及高压静电除尘器负载；所述中频电源控制模块包括母线电压采集电路、一次电流采集电路、升压变压器瓦斯保护电路、升压变压器油温信号采集电路、二次电流/电压信号采集电路、IGBT温度信号采集电路以及IGBT模块驱动电路；所述母线电压采集电路和母线电压采样板连接，母线电压采样板和所述高压电源电路中经三相整流桥模块D1整流后的直流电压相连；所述一次电流采集电路通过设置在IGBT逆变电路逆变后的交流电源上的电流互感器TA1输入电流信号；所述升压变压器瓦斯保护电路接收来自升压变压器内瓦斯继电器的触点信号，所述升压变压器油温信号采集电路接收来自升压变压器内的油温传感器信号，所述二次电流/电压信号采集电路采集的是经二极管整流电路整流后的高压直流电源，IGBT温度信号采集电路接收来自IGBT逆变电路中IGBT模块的温度传感器信号，所述IGBT模块驱动电路连接有IGBT驱动转接板，IGBT驱动转接板与IGBT逆变电路中的IGBT模块相连，中频电源控制模块通过IGBT驱动转接板驱动IGBT逆变电路中的IGBT模块的通断。
2.根据权利要求1所述的一种除尘用新型中频高压电源系统，其特征在于，所述交流接触器KM的触点两端并联有给三相整流桥预充电的直流预充板U3。
3.根据权利要求2所述的一种除尘用新型中频高压电源系统，其特征在于，所述直流预充板U3包括三个电阻，每个电阻对应三相交流电源的一相。
4.根据权利要求1所述的一种除尘用新型中频高压电源系统，其特征在于，所述IGBT驱动转接板和所述中频电源控制模块之间通过若干路光纤连接。
5.根据权利要求1所述的一种除尘用新型中频高压电源系统，其特征在于，所述IGBT逆变电路的逆变频率不大于300HZ。
6.根据权利要求1所述的一种除尘用新型中频高压电源系统，其特征在于，所述中频电源控制模块还包括RS485接口和以太网RJ45接口。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114825985A (zh) * | 2022-03-18 | 2022-07-29 | 河北邯峰发电有限责任公司 | 高频电源闭环节能控制器 |
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