DE3545471A1 - Voltage conversion system - Google Patents
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Abstract
Description
V^.'C;;» £i PRiETTSCH Gotihcrc'str. 81V ^. 'C ;; » £ i PRiETTSCH Gotihcrc'str. 81
D-3000 München 21D-3000 Munich 21
16.10916,109
20. Dezember 1985December 20, 1985
ELIN-UNIONELIN UNION
Aktiengesellschaft für elektrische IndustriePublic company for electrical industry
Penzinger StraßePenzinger Strasse
A-1141 WienA-1141 Vienna
OsterreichAustria
' ' Spannungsumsetzanlage'Voltage conversion system '
-Z--Z-
Die Erfindung betrifft eine Spannungsumsetzanlage, vorzugsweise für Elektrofilter, bestehend aus einem Thyristorsteller, dem ein Hochspannungstransformator nachgeschaltet ist und dem ein Diodengleichrichter folgt, dessen Ausgangsspannung an die Sprühelektrode des Elektrofilters gelegt ist und daß ein Spannungswandler mit einer elektronischen Steuerung verbunden ist, die den Thyristorsteller beeinflußt.The invention relates to a voltage conversion system, preferably for electrostatic precipitators, consisting of a Thyristor controller, which is followed by a high-voltage transformer and a diode rectifier follows, whose output voltage is applied to the spray electrode of the electrostatic precipitator and that a voltage converter is connected to an electronic control that influences the thyristor controller.
Vorerst wird kurz die Funktionsweise der Elektrofilter erklärt, welche vor allem dort verwendet werden, wo die mechanischen Fliehkraftabscheider den erforderlichen Abscheidewirkungsgrad nicht nehr erzielen. Bei diesen Filtern erfolgt die Staubabscheidung durch Aufladung der zu reinigenden Luft in einen starken elektrischen Gleichspannungsfeld ca. 20 bis 60 kV. Dieses wird dadurch erzeugt, daß die Luft durch parallele Gassen streicht, die durch Platten, sogenannte Niederschlagselektroden gebildet werden. In der Mitte der Gassen sind als negative Pole geschaltete Drähte angeordnet, die die verunreinigte Luft ionisieren. Dadurch wird der in der Luft befindliche Flugstaub negativ aufgeladen und wandert zu den geerdeten Niederschlagselektroden, an welchen er haftet und durch Rütteln mit der Plattenklopfvorrichtung in die darunter befindliche Auffangvorrichtung fällt. Da der Abstand zwischen den Sprühelektroden und den Niederschlagselektroden sehr gering sein muß, kann es unter Umständen zu einem Kurzschluß zwischen diesen beiden Elektroden kommen.For now, the functionality of the electrostatic precipitator will be briefly discussed explains which ones are mainly used where the mechanical centrifugal separators are the required separation efficiency can no longer be achieved. With these filters, dust is separated by charging the air to be cleaned into a strong one electrical direct voltage field approx. 20 to 60 kV. This is generated by the fact that the air passes through deletes parallel alleys, which are formed by plates, so-called precipitation electrodes. In In the middle of the alleys, wires connected as negative poles are arranged, which ionize the polluted air. As a result, the airborne dust is negatively charged and migrates to the earthed ones Precipitation electrodes, to which it adheres and by shaking with the plate knocking device in the the catching device below falls. Because the distance between the spray electrodes and the collecting electrodes must be very low, there may be a short circuit between the two Electrodes come.
Bei den bekannten gesteuerten Spannungsumsetzanlagen für Elektrofilter wird in Serie zum Thyristorsteller eine Strombegrenzungsdrossel auf der Primärseite des Hochspannungstransformators angeordnet. Tritt KurzschlußIn the known controlled voltage conversion systems for electrostatic precipitators, a thyristor controller is used in series a current limiting choke arranged on the primary side of the high voltage transformer. Short circuit occurs
auf der Sekundärseite dieses Transformators auf, welcher durch einen Lichtbogen im Elektrofilter entsteht, ergibt sich durch den primärseitig auftretenden Kurzschlußstrom eine Erhöhung des Spannungsabfalles an der Drossel. Da an der Primärseite des Hochspannungs transformators noch ein Spannungswandler angeschlossen ist, wird dessen Ausgangsspannung geringer, die einer Steuerung für den Thyristorsteller zugeführt wird. Diese Spannungsabsenkung dient somit der elektronischen Steuerung als Kriterium für einen Lichtbogen.on the secondary side of this transformer, which is created by an arc in the electrostatic precipitator, the short-circuit current occurring on the primary side results in an increase in the voltage drop at the throttle. Since a voltage converter is connected to the primary side of the high-voltage transformer its output voltage is lower than that of a Control for the thyristor controller is supplied. This voltage drop is therefore used electronically Control as a criterion for an arc.
Diese Spannungsumsetzanlage ist aufgrund der Strombegrenzungsdrossel ziemlich voluminös. Sie ist daher bei Elektrofilteranlagen mit wenig Platz unbrauchbar.This voltage conversion system is due to the current limiting reactor quite voluminous. It is therefore unusable in electrostatic precipitator systems with little space.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Spannungsumsetzanlage zu schaffen, die kleiner und einfacher in der Herstellung ist.The object of the invention is therefore to create a voltage conversion system that is smaller and simpler is in the making.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der Hochspannungstransformator eine sehr hohe Streuinduktivität und einen mehrschenkeligen Kern aufweist, wobei die Ober- und die Unterspannungswicklung konzentrisch auf mindestens einei Kernschenkel angeordnet sind und daß ein unbewickelter Schenkel oder ein Joch mit einer Hilfswicklung versehen ist, die mit der Primärwicklung des Spannungswandlers verbunden ist.The object is achieved by the invention, which is characterized in that the high-voltage transformer has a very high leakage inductance and a multi-legged core, with the upper and the low voltage winding concentrically at least eini core legs are arranged and that an unwound leg or a yoke with a Auxiliary winding is provided, which is connected to the primary winding of the voltage converter.
Es ist somit erstmals möglich, eine kleinere und leichtere, insbesondere halb so schwere als die bekannte, Spannungsumsetzanlage zu bauen. Außerdem sind die Verluste um ca. 10 bis 20 Prozent geringer.It is thus possible for the first time to produce a smaller and lighter, in particular half as heavy as the known, Build voltage conversion system. In addition, the losses are about 10 to 20 percent lower.
Nach einer Ausgestaltung sind der Hochspannungstrans-According to one embodiment, the high-voltage trans-
formator mit der Hilfswicklung und der Diodengleichrichter in einem gemeinsamen ölgefüllten Gehäuse angeordnet. Dadurch kann das gleiche Kühlmedium für Transformator und Gleichrichter verwendet werden und außerdem wird auch Material für das zweite Gehäuse, sowie für Durchführungen und Verbindungsleitungen eingespart .formator with the auxiliary winding and the diode rectifier arranged in a common oil-filled housing. This means that the same cooling medium can be used for the transformer and rectifier and In addition, material is saved for the second housing, as well as for bushings and connecting lines .
An Hand der Zeichnungen,wobei Fig. 1 das Schaltbild der erfindungsgemäßen Spannungsumsetzanlage und die Fig. 2a bis 2d mögliche Ausführungsvarianten des Hochspannungstransformators zeigen, wird die Erfindung nun noch näher erläutert.With reference to the drawings, wherein Fig. 1 is the circuit diagram of Voltage conversion system according to the invention and FIGS. 2a to 2d possible design variants of the high-voltage transformer show, the invention will now be explained in more detail.
In der Fig. 1 ist der Hochspannungstransformator 1 mit der Primär- 2 und der Sekundärwicklung ? zu sehen. Die Primärwicklung 2 ist über einen Thyristorsteller an eine einphasige Wechselspannung gelegt und die Sekundärwicklung 3 ist an einen Diodengleichrichter 5 angeschlossen. Dieser ist gleichstromseitig nit der Sprühelektrode 6 des Elektrofilter 7 verbunden. Die Niederschlagselektrode 8 sowie der positive Pol des Gleichrichters f sind auf Null-Potential gelegt.In Fig. 1, the high-voltage transformer 1 with the primary 2 and the secondary winding ? to see. The primary winding 2 is connected to a single-phase alternating voltage via a thyristor controller, and the secondary winding 3 is connected to a diode rectifier 5. This is connected on the DC side to the spray electrode 6 of the electrostatic filter 7. The collecting electrode 8 and the positive pole of the rectifier f are set to zero potential.
Der Hochspannungstransformator 1 weist noch einen freien Eisenrückschlußschenkel auf, der mit einer Hilfswicklung 9 wie in Fig. 2 a dargestellt, versehen ist. Die beiden Wicklungen 2, ? des Hochspannungstransformators 1 sind so ausgeführt, daß eine sehr große Streuinduktivität auftritt. Dadurch erspart man sich eine primärseitige Strombegrenzungsdrossel. Die Erkennung eines Kurzschlusses auf der Sekundärseite des Hochspannungstransformators 1, erfolgt durch die Hilfswicklung 9.The high-voltage transformer 1 also has a free iron yoke leg which is provided with an auxiliary winding 9 as shown in FIG. 2a. The two windings 2 ,? of the high-voltage transformer 1 are designed so that a very large leakage inductance occurs. This saves a primary-side current limiting reactor. A short circuit on the secondary side of the high-voltage transformer 1 is detected by the auxiliary winding 9.
Besteht kein Kurzschluß, wird durch den in Eisenrückschlußschenkel auftretenden magnetischen Fluß in der Hilfswicklung 9 eine Spannung induziert. Tritt nun auf der Sekundärseite ein Kurzschluß auf, so wird der wesentliche Teil des magnetischen Flusses auf die Streuwege zwischen Primär- 2 und Sekundärwicklung 3 abgedrängt, wodurch ein Einbruch der Spannung an der Hilfswicklung 9 zustande kommt, der zur Registrierung des Kurzschlusses verwendet wird. Die beiden Wicklungen 2, 3 sind konzentrisch angeordnet, wobei die Sekundärwicklung 3 außen liegt.If there is no short circuit, a voltage is induced in the auxiliary winding 9 by the magnetic flux occurring in the iron yoke leg. If a short circuit now occurs on the secondary side, the major part of the magnetic flux is displaced onto the stray paths between primary 2 and secondary winding 3, causing a drop in voltage on auxiliary winding 9, which is used to register the short circuit. The two windings 2, 3 are arranged concentrically, with the secondary winding 3 on the outside.
Die Hilfswicklung 9 ist an einem Spannungswandler 10 angeschlossen, dessen Sekundärwicklung 11 mit einer elektronischen Steuerung 12 verbunden ist. Diese ist eine sogenannte Filterautomatik, welche den Thyristorsteller 4 ansteuert. The auxiliary winding 9 is on a voltage converter 10 connected, the secondary winding 11 of which is connected to an electronic controller 12. This is a so-called automatic filter which controls the thyristor controller 4.
Der Hochspannungstransformator 1 mit der Hilfswicklung sowie der Gleichrichter 5 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 1?, welches mit Öl gefüllt ist untergebracht.The high voltage transformer 1 with the auxiliary winding as well as the rectifier 5 are in a common Housing 1? Which is filled with oil is housed.
In Fig. 2a ist der Hochspannungstransformator 1 mit zwei Schenkeln 14 dargestellt, wobei auf einem Schenkel 14 die beiden konzentrisch angeordneten Wicklungen 2,3 aufgebracht sind. Am anderen Schenkel 14 ist die Hilfswicklung 9 angeordnet.In Fig. 2a, the high-voltage transformer 1 is shown with two legs 14, with one leg 14 the two concentrically arranged windings 2, 3 are applied. The auxiliary winding is on the other leg 14 9 arranged.
Die Fig. 2b zeigt einen Manteltransformator mit drei Schenkeln 14, bei dem die beiden äußeren einen geringeren Querschnitt aufweisen als der mittlere und auf dem die beiden Wicklungen 2,3 sitzen. Einer der beiden äußeren Rückschlußschenkel 14 weist die Hilfswicklung 9 auf.Fig. 2b shows a jacket transformer with three Legs 14, in which the two outer ones have a smaller cross-section than the middle and on the the two windings 2,3 sit. One of the two outer yoke legs 14 has the auxiliary winding 9 on.
Bei der Fig. 2c ist die Hilfswicklung 9 auf dem Joch eines Zweischenkeltransformators angeordnet. Die beiden Schenkel 14 sind jeweils mit der halben Ober- 3 und Unterspannungswicklung 2 bewickelt. Die beiden Wicklungen 2,3 auf jeweils einem Schenkel 14 sind ebenfalls konzentrisch angeordnet, wobei die Sekundärwicklung 3 außen liegt.In Fig. 2c, the auxiliary winding 9 is arranged on the yoke of a two-limb transformer. The two legs 14 are each wound with half the high-voltage 3 and low-voltage windings 2. The two windings 2, 3 on each leg 14 are also arranged concentrically, the secondary winding 3 being on the outside.
In Fig. 2d ist ein Vierschenkeltransformator dargestellt, dessen Eisenkern zwei RückSchlußschenkel 15 aufweist. Ein Rückschlußschenkel 15 ist mit der Hilfswicklung 9 versehen. Auf die beiden Mittelschenkel 14 ist je zur Hälfte die Ober- 3 und die Unterspannungswicklung 2 aufgebracht.In FIG. 2d, a four-leg transformer is shown, the iron core of which has two return legs 15 having. A return leg 15 is connected to the auxiliary winding 9 provided. Half of the upper 3 and half of the low voltage winding are on each of the two middle legs 14 2 applied.
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