DE1557061C3

DE1557061C3 - Device for regulating the voltage of an electrostatic precipitator

Info

Publication number: DE1557061C3
Application number: DE19671557061
Authority: DE
Inventors: Tshunehisa Dipl.-Ing. Tokio; Sawa Kunihiko Dipl.-Ing. Yokohama; Uesugi (Japan)
Original assignee: Fuji Electric Co Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 1966-01-18
Filing date: 1967-01-11
Publication date: 1976-12-30

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln der Spannung eines Elektroabscheiders, der über Hochspannungstransformator und Hochspannungsgleichrichter an einem Wechselspannungsnetz liegt und bei der im Primärkreis des Hochspannungstransformators ein Stellglied angeordnet ist, dem ein Stromregler und ein weiterer Regler zugeordnet sind, der einen der Zahl der Überschläge im Abscheider proportionalen Wert als Istwert erhält.The invention relates to a device for regulating the voltage of an electrostatic precipitator, the high-voltage transformer and high-voltage rectifier connected to an alternating voltage network and in which an actuator is arranged in the primary circuit of the high-voltage transformer, to which a current regulator and another regulator are assigned, one of the number of flashovers in the separator receives proportional value as actual value.

Eine Einrichtung dieser Art ist beispielsweise aus der britischen Patentschrift 862657 bekannt.A device of this type is known from British patent specification 862657, for example.

Es ist ferner bei Abscheiderregelungen bekannt, für Nennstromregelungen und Überschlagshäufigkeitsregelungen Regler mit Proportionalverhalten und/ oder Integralverhalten zu benutzen (vgl. z. B. deutsche Auslegeschrift 1148977, deutsche Auslegeschrift 1154076 und britische Patentschrift 769457).It is also known for separator controls for Nominal current controls and rollover frequency controls Controllers with proportional behavior and / or to use integral behavior (see e.g. German Auslegeschrift 1148977, German Auslegeschrift 1154076 and UK patent 769457).

Bei Elektroabscheideranlagen wird u. a. die Betriebsspannung so geregelt, daß die Häufigkeit der Überschläge im Staubsammelraum annähernd konstantbleibt. Überschreitet die Häufigkeit der Funkenüberschläge einen bestimmten Grenzwert, so wird die über Thyristoren oder Magnetverstärker steuerbare Betriebsspannung schnell abgesenkt und nach Verringerung der Überschlagshäufigkeit die Spannung langsam wieder bis zur zulässigen Uberschlagshäufigkeit erhöht (vgl. z. B. Siemens-Zeitschrift, 1961, Heft 5, Seiten 387 bis 392).In the case of electrostatic precipitators, among other things. the operating voltage regulated so that the frequency of Flashovers in the dust collection area remain almost constant. Exceeds the frequency of arcing a certain limit value, then the controllable via thyristors or magnetic amplifiers The operating voltage is reduced quickly and, after the flashover frequency has been reduced, the voltage is reduced again increased up to the permissible flashover frequency (see e.g. Siemens-Zeitschrift, 1961, issue 5, Pages 387 to 392).

Die bekannten Anordnungen haben im allgemeinen den Nachteil, daß das Regelverhalten den jeweiligen Betriebszuständen nicht optimal angepaßt ist, da von vornherein die Betriebsverhältnisse oft nicht übersehbar sind.The known arrangements generally have the disadvantage that the control behavior depends on the respective Operating conditions is not optimally adapted, since the operating conditions are often not from the outset are overlooked.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß das Regelverhalten, also z. B. der untere Spannungswert, auf den die Spannung abgesenkt wird und die daran anschließende Spannungserhöhung jeweils selbsttätig so gesteuert wird, daß sich optimale Abscheiderspannungen ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Regelverhalten des weiteren Reglers der die Führungsgröße für den Stromregler liefert, von der Überschlagshäufigkeit abhängig gemacht ist, derart, daß der weitere Regler im Bereich der normalenThe present invention has for its object to design a device of the type mentioned so that the control behavior, so z. B. the lower voltage value to which the voltage is lowered and the subsequent voltage increase is controlled automatically so that optimal separator voltages result.
According to the invention, this object is achieved in that the control behavior of the further controller, which supplies the reference variable for the current controller, is made dependent on the flashover frequency, in such a way that the further controller is in the normal range

ίο Überschlagshäufigkeit als /-Regler und jenseits dieses Bereiches als P- oder P/-Regler arbeitet und daß zur Änderung seines Regelverhaltens ein die Rückkopplung des Reglers steuernder Kippverstärker dient, an dessen Eingang ebenfalls der Istwert angelegt ist.ίο frequency of rollover as / -controller and beyond this range as P- or P / -controller works and that a multivibrator controlling the feedback of the controller is used to change its control behavior, at whose input the actual value is also applied.

Auf diese Weise erhält man eine feinfühlige, den jeweiligen Überschlagshäufigkeiten angepaßte einfache Regelung.In this way, one obtains a sensitive, simple one that is adapted to the respective rollover frequencies Regulation.

Um sämtliche Vorteile einer derartigen Regelung ausnutzen zu können, wird vorteilhafterweise als Stellglied für die Abscheiderspannung ein Thyristor oder ein von einem Thyristor angesteuerter Magnetverstärker benutzt.In order to be able to take advantage of all the advantages of such a scheme, is advantageously used as Actuator for the separator voltage is a thyristor or a magnetic amplifier controlled by a thyristor used.

An Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert; es zeigtOn the basis of an embodiment shown in the drawing the invention is explained in more detail; it shows

Fig. 1 ein Schaltungsschema,
Fig. 2 den näheren Aufbau eines Reglers und
Fig. 3 eine Variante der Schaltungsanordnung nach Fig. 1.1 shows a circuit diagram,
Fig. 2 shows the detailed structure of a controller and
FIG. 3 shows a variant of the circuit arrangement according to FIG. 1.

Aus den Phasenleitern R, S eines Wechselspannungsnetzes wird ein Transformator 1 gespeist, dessen Ausgangsspannung über einen Gleichrichtersatz 2 einem Elektroabscheider 3 zugeführt wird. Im Primärkreis des Transformators 1 ist als Stellglied ein Magnetverstärker 4 (sättigungsfähige Drosselspule) angeordnet. Die Steuerwicklungen 5 des Magnetverstärkers 4 sind über einen Gleichrichtersatz 6, einem Transformator 7 und antiparallel geschaltete Thyristoren 8 und 9 an die Phasenleiter R, S angeschlossen.A transformer 1 is fed from the phase conductors R, S of an alternating voltage network, the output voltage of which is fed to an electrostatic precipitator 3 via a rectifier set 2. A magnetic amplifier 4 (saturable choke coil) is arranged as an actuator in the primary circuit of the transformer 1. The control windings 5 of the magnetic amplifier 4 are connected to the phase conductors R, S via a rectifier set 6, a transformer 7 and antiparallel-connected thyristors 8 and 9.

Durch Steuerung des Phasenwinkels der Thyristoren 8 und 9 kann der Magnetverstärker 4 und damit die dem Elektroabscheider 3 zugeführte Betriebsspannung gesteuert werden.By controlling the phase angle of the thyristors 8 and 9, the magnetic amplifier 4 and thus the operating voltage supplied to the electrostatic precipitator 3 can be controlled.

Im Primärstromkreis des Transformators sind außerdem noch die Stromwandler 10 und 11 vorgesehen. Der Stromwandler 10 erfaßt den Betriebsstrom und liefert einen ihm proportionalen Wert über einen Gleichrichter 13 einem Stromdetektor 12.There are also in the primary circuit of the transformer the current transformers 10 and 11 are still provided. The current transformer 10 detects the operating current and supplies a value proportional to it to a current detector 12 via a rectifier 13.

Mit dem Stromwandler 11 werden die bei jedem Funkenüberschlag auftretenden Stromimpulse erfaßt und über einen Gleichrichter 14 einem Detektor 15 zugeführt. Im Detektor 15 werden diese Stromimpulse gezählt und eine der Impulszahl entsprechende Analoggröße gebildet. Diese Analoggröße wird als Istwert neben einem an einem Potentiometer 17 abzunehmenden Sollwert einem Regler 16 vorgegeben. Der Regler 16 besteht, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, im wesentlichen aus dem Regelverstärker 33 mit den Eingangswiderständen 23 und 24 und den wahlweise in seine Rückführung einschaltbaren Widerständen 27, 28, 30 und dem Kondensator 29.With the current transformer 11, the current pulses occurring with each sparkover are detected and fed to a detector 15 via a rectifier 14. In the detector 15, these current pulses are are counted and an analog value corresponding to the number of pulses is generated. This analog quantity is called The actual value is given to a controller 16 in addition to a setpoint value to be taken from a potentiometer 17. As can be seen from FIG. 2, the controller 16 consists essentially of the control amplifier 33 the input resistors 23 and 24 and the resistors that can optionally be switched into its feedback 27, 28, 30 and the capacitor 29.

An die Eingangsklemmen des Verstärkers 33 ist außerdem noch über Widerstände 25 und 26 und einem zusätzlichen Verstärker 20 ein Kippverstärker 21 angeschlossen, dessen Ausgangssignal ein Stromrelais 22 steuert.At the input terminals of the amplifier 33 is also still via resistors 25 and 26 and one Additional amplifier 20 connected to a multivibrator 21, the output signal of which is a current relay 22 controls.

Ist die Funkenüberschlagshäufigkeit gering, so ist das Stromrelais 22 nicht erregt. In der RückführungIf the sparkover frequency is low, the current relay 22 is not energized. In repatriation

des Regelverstärkers liegen dann der Widerstand 28 und der Kondensator 29. Hierdurch wirkt der Regler 16 als /-Regler und zwar in dem Sinne, daß die Betriebsspannung mit der durch die Integrationszeitkonstante bestimmten Neigung abfällt oder ansteigt.of the control amplifier are then the resistor 28 and the capacitor 29. The controller acts as a result 16 as / controller in the sense that the operating voltage with the through the integration time constant certain slope falls or rises.

Vergrößert sich die Überschlagshäufigkeit, d. h. überschreitet der dem Eingang des Reglers 16 zugeführte Istwert einen bestimmten Betrag, so spricht der Kippverstärker 21 an. Hierdurch wird das Relais 22 erregt; seine Kontakte 22a und 22b werden geschlossen. Kurz nach dem Umschalten der Relaiskontakte 22a, 22b arbeitet der Regler 16 zunächst als P/-Regler und dann nach Entladung des Kondensators 29 über Widerstand 30 als P-Regler mit Widerstand 27. Auf diese Weise wird zunächst die Spannung vom Bereich der Funkenüberschläge in den Bereich der Koronaentladung mit einer durch die .FZ-Regelung bestimmten Neigung abgesenkt. Durch die dann anschließende F-Regelung wird verhindert, daß die Betriebsspannung übermäßig abgesenkt und dadurch der Betriebswirkungsgrad verschlechtert wird. If the flashover frequency increases, ie if the actual value fed to the input of the controller 16 exceeds a certain amount, the trigger amplifier 21 responds. This energizes the relay 22; its contacts 22a and 22b are closed. Shortly after the switching of the relay contacts 22a, 22 b, the controller 16 first operates as P / controller and then to the discharge of the capacitor 29 via resistor 30 as a P controller 27, with resistance In this manner, the voltage from the area of the spark jumps in is first the area of the corona discharge is lowered with a slope determined by the .FZ regulation. The F control that then follows prevents the operating voltage from being excessively lowered and the operating efficiency from being impaired as a result.

Vermindert sich infolge der Senkung der Betriebsspannung die Überschlagshäufigkeit, so kippt der Kippverstärker 21 wieder zurück und das Relais 22 wird entregt. Damit wird dann auch wieder der Kondensator 29 in die Rückführung des Regelverstärkers 33 gelegt. Der Regler 16 arbeitet ann wieder als /-Regler bei der Erhöhung der Betriebsspannung.If the flashover frequency decreases as a result of the lowering of the operating voltage, the will tilt Flip amplifier 21 back again and the relay 22 is de-energized. This then becomes the capacitor again 29 placed in the feedback of the control amplifier 33. The controller 16 works again as / Controller when increasing the operating voltage.

Der zeitliche Verlauf der Spannung hängt von der jeweiligen Uberschlagshäufigkeit ab.The time course of the voltage depends on the respective flashover frequency.

Der Stromdetektor 12, der aus einem Glättungskreis und einem Nebenwiderstand besteht, gibt einem dem vorstehend beschriebenen Regler 16 unterlagerten Stromregler 18 eine dem Betriebsstrom entsprechende geglättete Gleichspannung vor. Der Stromregler 18, der als F/-Regler ausgebildet ist, hat außerdem eine Begrenzerschaltung. Der Stromregler 18 bedämpft daher nicht nur sehr schnell den Lichtbogenstrom beim Funkenüberschlag, sondern begrenztThe current detector 12, which consists of a smoothing circuit and a shunt resistor, gives one the current regulator 18, which is subordinate to the regulator 16 described above, is a current regulator which corresponds to the operating current smoothed DC voltage. The current regulator 18, which is designed as an F / regulator, has also a limiter circuit. The current regulator 18 therefore not only attenuates the arc current very quickly when arcing, but limited

^X5 auch den normalen Betriebsstrom unter den Nennstrom. Je nach der Ausgangsgröße des Stromreglers 18 (unterlagerte Stromregelung mit vom Regler 16 geführten Sollwert) regelt dann ein Taktgeber 19 die antiparallel geschalteten Thyristoren 8 und 9. ^X 5 also the normal operating current below the rated current. Depending on the output variable of the current regulator 18 (subordinate current regulation with a setpoint value controlled by the regulator 16), a clock generator 19 then regulates the antiparallel-connected thyristors 8 and 9.

■zo \vie F i g. 3 zeigt, kann auch an Stelle eines Magnetverstärkers ein Thyristorsteller im Primärstromkreis des Elektroabscheiders angeordnet werden; und zwar besteht im hier gezeigten Fall der Thyristorsteller aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren 31 und 32. ■ zo \ vie F i g. 3 shows, instead of a magnetic amplifier, a thyristor controller can be arranged in the primary circuit of the electrostatic precipitator; namely, in the case shown here, the thyristor controller consists of two anti-parallel connected thyristors 31 and 32.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for regulating the voltage of an electrostatic precipitator, which is connected to an AC voltage network via a high-voltage transformer and a high-voltage rectifier and in which an actuator is arranged in the primary circuit of the high-voltage transformer, to which a current regulator and a further regulator are assigned, one of which is proportional to the number of flashovers in the separator Receives value as actual value, characterized in that the control behavior of the further controller (16), which supplies the reference variable for the current controller (18), is made dependent on the flashover frequency, such that the further controller (16) in the range of the normal flashover frequency as / Controller and beyond this range as a P or / 7 controller and that a multivibrator (21) controlling the feedback of the controller (16) is used to change its control behavior, and the actual value is also applied to its input.

2. Device according to claim 1, characterized in that associated with the controller (16) Actuators thyristors (8, 9, 10, 11) and / or magnetic amplifiers (4) are provided.