DE3219664C2

DE3219664C2 -

Info

Publication number: DE3219664C2
Application number: DE19823219664
Authority: DE
Inventors: Franz Dipl.-Ing. 8752 Johannesberg De Alig; Guenter Ing.(Grad.) 6370 Oberursel De Mehler; Franz Dipl.-Ing. 6106 Erzhausen De Neulinger; Helmut Dipl.-Ing. 6056 Heusenstamm De Schummer
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1982-05-26
Filing date: 1982-05-26
Publication date: 1989-11-02
Also published as: DE3219664A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erfassung von Durchschlägen bei einem Elektroabscheider, der über einen Gleichrichter, einen Hochspannungstransformator und ein Stellglied aus einem Wechselspannungsnetz gespeist wird, durch Vergleich eines Spannungswertes mit einem Referenzwert, wobei eine Abweichung vom Referenzwert zur Ansteuerung des Stellgliedes benutzt wird.

Ein derartiges Verfahren ist aus der DE-OS 25 40 084 bekanntgeworden. Dabei werden bestimmte phasengleiche Spannungswerte aufeinanderfolgender Halbwellen miteinander verglichen und Abweichungen, die ein fest vorgegebenes Maß überschreiten, als Kriterium für einen Durchschlag benutzt. Es wird also nach folgender Formel verfahren:

U _i(n) - U _i(n-1) Δ U _R → Durchschlag.

U _i(n) ist der Spannungswert zu einem bestimmen Zeitpunkt i (Phasenlage) der Halbwelle n, während U _i(n-1) der Spannungswert zum entsprechenden Zeitpunkt i (gleiche Phasenlage) der vorausgehenden Halbwelle (n-1) ist. Δ U _R ist ein fest vorgegebener Referenzwert.

Bei diesem Verfahren wird als nachteilig angesehen, daß es nicht über den ganzen Spannungsbereich anwendbar ist, weil es nicht möglich ist, einen gleichbleibenden, für den ganzen Bereich geltenden Referenzwert Δ U _R vorzugeben. In der DE-OS 29 49 752 wird deshalb vorgeschlagen, daß als Δ U _R ein fester Teilbetrag der jeweils gemessenen Spannung benutzt wird: Δ U _R = x · U _i(n), mit x im Bereich von 0,05 bis 0,20, d. h. 5 bis 20% der durch die Phasenlage i bestimmten Spannung der jeweils zu überwachenden Halbwelle n. Das Verfahren läßt sich mit dem bereits angegebenen System der Indizierung wie folgt als Formel schreiben:

U _i(n) - U _i(n-1) x · U _i(n) → Durchschlag.

Der Wert x wird bei der Inbetriebnahme einer Anlage bestimmt, wobei sich bei einem ausgeführten Elektroabscheider ein Wert von 0,125 als geeignet erwiesen hat.

Ähnliche Verfahren sind auch aus der DE-OS 23 20 112 und der DE-OS 30 07 364 bekanntgeworden.

Für eine differenzierte Erfassung von Durchschlägen und eine entsprechend abgestimmte Ansteuerung des Stellgliedes der Regeleinrichtung, wird diese Art der Vorgabe des Referenzwertes aber als noch zu grob und unelastisch angesehen. Insbesondere lassen sich auf diese Weise nicht alle Veränderungen im Verlauf der Halbwellen berücksichtigen, die beim Betrieb eines Elektroabscheiders durch verschiedene Einflüsse hervorgerufen werden können.

Es besteht somit die Aufgabe, das zuletzt erwähnte Verfahren weiter zu verbessern, d. h. die Erfassung von Durchschlägen noch zu verfeinern und regeltechnisch noch empfindlicher darauf zu reagieren. Insbesondere sollen auch solche Spannungsänderungen, die nicht auf Durchschlägen beruhen, besser identifiziert und ihr Einfluß auf die Spannungsregelung ausgeschaltet werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Spannungswert die Spannungsdifferenz

Δ U _n = (U _{i + 1} - U _i)_n

zwischen zwei im Abstand Δ t aufeinanderfolgenden Messungen und als Referenzwert die phasengleiche Spannungsdifferenz

Δ U _n-1 = (U _{i + 1} - U _i)_n-1

der vorausgehenden Halbwelle benutzt wird, daß die Differenz der Absolutwerte von Δ U _n und Δ U _n-1 gebildet und der Absolutwert der Differenz mit einem die Ansprechempfindlichkeit bestimmenden Wert x verglichen wird.

Als Formel geschrieben, lautet das Durchschlagskriterium:

||U _{i + 1} - U _i |_n - |U _{i + 1} - U _i |_n-1| x → Durchschlag.

In weiterer Ausbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß der Wert x aus einem fest vorgegebenen Toleranzwert x₀, einem ersten, von der Anzahl i der Messungen pro Halbwelle abhängigen Korrekturwert x₁ und einem zweiten, von der Welligkeit (U _max-U _min)_n der Halbwelle abhängigen Korrekturwert x₂ gebildet und laufend an die akutellen Betriebsverhältnisse des Elektroabscheiders angepaßt wird. Die Ansprechempfindlichkeit wird dadurch verfeinert und den verschiedenen Betriebszuständen - z. B. kleine oder große Welligkeit der Spannung - besser angepaßt.

Ferner ist vorgesehen, daß alle Referenzwerte ( Δ U _n-1)_i einer Halbwelle gespeichert werden und - solange kein Durchschlag festgestellt wird - nach Durchführung des Vergleichs nacheinander durch die Spannungsdifferenzen ( Δ U _n)_i ersetzt werden und das letztere für den Vergleich mit den Spannungsdifferenzen ( Δ U _{n + 1})_i der nachfolgenden Halbwelle als Referenzwert benutzt werden.

Zur Ausscheidung von nicht auf Durchschläge zurückgehende Änderungen der Spannungskurve, wird außerdem ein Vergleich der Stromwerte durchgeführt, wobei analog zum Spannungsvergleich als Stromwert die Stromdifferenz

Δ I _n = (I _{i + 1} - I _i)_n

zwischen zwei im Abstand Δ _t aufeinanderfolgenden Messungen und als Referenzwert die Stromdifferenz

Δ I _n-1 = (I _{i + 1} - I _i)_n-1

der vorausgehenden Halbwelle benutzt wird, daß die Differenz der Absolutwerte von Δ I _n und Δ I _n-1 gebildet und der Absolutwert der Differenz mit einem die Ansprechempfindlichkeit bestimmenden Wert Y verglichen wird.

Auch hierbei soll der Wert Y aus einem fest vorgegebenen Toleranzwert Y₀, einem ersten von der Anzahl i der Messungen pro Halbwelle abhängigen Korrekturwert Y₁ und einem zweiten von der Welligkeit (I _max-I_min)_n der Halbwelle abhängigen Korrekturwert Y₂ gebildet werden und laufend an die aktuellen Betriebsverhältnisse des Elektroabscheiders angepaßt werden.

Ferner ist vorgesehen, daß alle Referenzwerte ( Δ I _n-1) _i einer Halbwelle gespeichert werden und - solange kein Durchschlag festgestellt wird - nach Durchführung des Vergleichs nacheinander durch die Stromdifferenzen ( Δ I _n)_i ersetzt werden und daß letztere für den Vergleich mit den Stromdifferenzen ( Δ I _{n + 1}) _i der nachfolgenden Halbwelle als Referenzwerte benutzt werden.

Schließlich wird besonders vorteilhaft der Vergleich der Spannungswerte nach den Ansprüchen 1 bis 3 zusammen mit dem Vergleich der Stromwerte nach den Ansprüchen 4 bis 6 in Kombination miteinander zur Erfassung der Durchschläge benutzt.

Gegenüber dem bekannten Verfahren unterscheidet sich der Erfindungsgedanke einmal dadurch, daß nicht phasengleiche Spannungswerte verglichen werden, sondern phasengleiche Spannungsdifferenzen zwischen jeweils aufeinanderfolgenden Messungen, und zum anderen dadurch, daß die Ansprechempfindlichkeit nicht als fester Wert vorgegeben wird, sondern betriebsabhängig selbsttätig in gewissen Grenzen korrigiert werden kann, was eine noch bessere Erfassung von Durchschlägen und dementsprechend bessere Regelung der Betriebsspannung erlaubt. Auf diese Weise kann die Abscheideleistung eines Elektroabscheiders auch unter wechselnden Betriebsbedingungen optimiert werden.

Weitere Einzelheiten werden anhand der Fig. 1 erläutert. Dargestellt ist der Verlauf der Abscheiderspannung U über der Zeit T. Da sich die Abscheiderspannung periodisch mit doppelter Netzfrequenz ändert, wird eine volle Schwingung der Abscheiderspannung auch als Halbwelle (der Netzspannung) bezeichnet. Im vorliegenden Fall ist die Abscheiderspannung vereinfacht als reine Sinusschwingung dargestellt. In der Praxis weicht die Abscheiderspannung mehr oder weniger von einer Sinusschwingung ab. Für die folgenden Erläuterungen ist dies jedoch ohne Bedeutung.

Die Abscheiderspannung ändert sich periodisch zwischen U _min U _max, d. h. mit der Amplitude A. Dargestellt sind zwei Halbwellen mit den zugehörigen Zeitabschnitten bzw. Perioden n-1 und n. Der Spannungsverlauf zwischen U _min und U _max ist in aufeinanderfolgenden Perioden oder Halbwellen nahezu identisch, wenn keine Durchschläge erfolgen.

Gemäß der Erfindung werden in der Halbwelle n-1 laufend die Spannungsdifferenzen

U _i-U _{i + 1}; U _{i + 1}-U _i; U _{i + 2}-U _{i + 1}

usw. gebildet und gespeichert.

Anschließend werden die entsprechenden Spannungsdifferenzen der nachfolgenden Halbwelle n gebildet und es werden die Differenzen der phasengleichen Spannungsdifferenzen berechnet. Diese Differenzen werden mit einem Referenzwert X verglichen und Abweichungen als Durchschlagskriterium benutzt.

Es sei noch bemerkt, daß wechselnde Vorzeichen vermieden werden, indem bei allen Differenzbildungen nur die jeweiligen Absolutbeträge gespeichert und zum Vergleich herangezogen werden. Außerdem ist noch darauf hinzuweisen, daß im Speicher die Spannungsdifferenzen der Halbwelle n-1 nacheinander durch die Spannungsdifferenzen der Halbwelle n und so fort ersetzt werden. Dies jedoch nur so lange, wie kein Durchschlag festgestellt wird. Bei einem Durchschlag bleiben die Spannungsdifferenzen der letzten ungestörten Halbwelle gespeichert und stehen nach dem Ausregeln des Durchschlags als Vergleichswerte wieder zur Verfügung.

Claims

1. Verfahren zur Erfassung von Durchschlägen bei einem Elektroabscheider, der über einen Gleichrichter, einen Hochspannungstransformator und ein Stellglied aus einem Wechselspannungsnetz gespeist wird, durch Vergleichen eines Spannungswertes mit einem Referenzwert, wobei eine Abweichung vom Referenzwert zur Ansteuerung des Stellgliedes benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungswert die Spannungsdifferenz Δ U _n = (U _{i + 1}-U _i)_nzwischen zwei im Abstand Δ _t aufeinanderfolgenden Messungen und als Referenzwert die phasengleiche SpannungsdifferenzΔ U _n-1 = (U _{i + 1}-U _i)_n-1der vorausgehenden Halbwelle benutzt wird, daß die Differenz der Absolutwerte von Δ U _n und Δ U _n-1 gebildet und der Absolutwert der Differenz mit einem die Ansprechempfindlichkeit bestimmenden Wert X verglichen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert X aus einem fest vorgegebenen Toleranzwert X₀, einem ersten von der Anzahl i der Messungen pro Halbwelle abhängigen Korrekturwert X₁ und einem zweiten, von der Welligkeit (U _max-U _min)_n der Halbwelle abhängigen Korrekturwert X₂ gebildet und laufend an die aktuellen Betriebsverhältnisse des Elektrofilters angepaßt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß alle Referenzwerte ( Δ U _n-1) _i einer Halbwelle gespeichert werden und - solange kein Durchschlag festgestellt wird - nach Durchführung des Vergleichs nacheinander durch die Spannungsdifferenzen ( Δ U _n)_i ersetzt werden und daß letztere für den Vergleich mit den Spannungsdifferenzen ( Δ U _{n + 1}) _i der nachfolgenden Halbwelle als Referenzwert benutzt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein Vergleich der Stromwerte durchgeführt wird, wobei analog zum Spannungsvergleich als Stromwert die Stromdifferenz Δ I = (I _{i + 1}-I _i)_nzwischen zwei im Abstand Δ t aufeinanderfolgenden Messungen und als Referenzwert die StromdifferenzΔ I _n-1 = (I _{i + 1}-I _i)_n-1der vorausgehenden Halbwelle benutzt wird, daß die Differenz der Absolutwerte von Δ I _n und Δ I _n-1 gebildet und der Absolutwert der Differenz mit einem die Ansprechempfindlichkeit bestimmenden Wert Y verglichen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert Y aus einem fest vorgegebenen Toleranzwert Y₀, einem ersten von der Anzahl i der Messungen pro Halbwelle abhängigen Korrekturwert Y₁ und einem zweiten von der Welligkeit (I _max-I _min)_n der Halbwelle abhängigen Korrekturwert Y₂ gebildet und laufend an die aktuellen Betriebsverhältnisse des Elektroabscheiders angepaßt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Referenzwerte ( Δ I _n-1) _i einer Halbwelle gespeichert werden und - solange kein Durchschlag festgestellt wird - nach Durchführung des Vergleichs nacheinander durch die Stromdifferenzen ( Δ I _n)_i ersetzt werden und daß letztere für den Vergleich mit den Stromdifferenzen ( Δ I _{n + 1}) _i der nachfolgenden Halbwelle als Referenzwerte benutzt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich der Spannungswerte (nach den Ansprüchen 1 bis 3) zusammen mit dem Vergleich der Stromwerte (nach den Ansprüchen 4 bis 6) in Kombination miteinander zur Erfassung der Durchschläge benutzt wird.