DE659131C

DE659131C - Device for the simultaneous operation of two or more electrostatic precipitators

Info

Publication number: DE659131C
Application number: DES121415D
Authority: DE
Original assignee: PATENTVERWERTUNG; Siemens Lurgi Cottrell Elektrofilter GmbH
Current assignee: PATENTVERWERTUNG; Siemens Lurgi Cottrell Elektrofilter GmbH
Priority date: 1935-02-05
Filing date: 1936-02-06
Publication date: 1938-04-26

Description

Einrichtung zum gleichzeitigen Betrieb von zwei oder mehr Elektrofiltern Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum_ gleichzeitigen Betrieb von zwei oder mehr Elektrofiltern mit zwei oder mehr verschiedenen gleichgerichteten Spannungen von einem einzigen Transformator aus. Nach der Erfindung ist ein a#uf verschie dene Anzapfstellen de? Sekundärwicklung des Transformators verstellbarer oder auf die an die Sekundärwicklung angeschlossenen Gleichrichter umschaltbarer Erdungspunkt vorgesehen. In dem einen Fall sind die verschiedenen Anzapfstellen der Sekundärwicklung an Kontakte geführt, die wahlweise über einen Schalter an Erde gelegt werden können, während in dem anderen Fall, z. B. wenn 'zwei mechanische, umlaufende, Gleichrichter vorhanden sind, vyahlweise der eine oder andere Gleichrichter geerdet wird, wobei mit Hilfe dieser wahlweisen Erdung durch zwei feste Anzapfungen der Sekun4nvicklung des Transformators eine Spannungsverschiebung zwischen den angeschlossenen Elektrofiltern erreicht werden kann. Zum Aufladen von Stromsammlern ist eine Einrichtung zum Gleichrichten von niedergespannten Wechselströmen bekannt, die einen Transformator mit zwei wechselweise, zu be-.nutzenden Sekundärwicklungen und mehreren angeschlossenen Gleichrichtern enthält, wobei wechselweise durch. Umschaltung die eine oder die andere Sekundärwicklung benutzt werden kann, um dem Transformator nach Bedarf verschiedene Spannung-en zum Speisen der angeschlossenen Gleiclirichter zu entnehmen. Abgesehen davon, daß es sich dabei um eine Niederspannungsanlage handelt und verstellbare oder umschaltbare Erdungspunkte überhaupt fehlen, soll immer nur eine Akkumulatorbatterie mit verschiedenen Spannungen aufgeladen werden, während es bei der Einrichtung nach der Erfind-ung darauf ankommt, zwei oder mehr mit Hochspannung arbeitende Elektrofilter gleichzeitig mit verschiedenen gleichgerichtet-en Spannungen zu betreiben, und zu diesem Zweck mit einer auf verschiedene Anzapfungen der Sekundärwicklung des Transformators verstellbaren bzw. mit einer auf die an die Sekundärwicklung angeschlossenen Gleichrichter umschaltbaren Erdung gearbeitet wird.Means for the simultaneous operation of two or more electrostatic precipitators, the invention is a device zum_ simultaneous operation of two or more electrostatic filters with two or more different rectified voltages from a single transformer from. According to the invention is a different tapping point de? Secondary winding of the transformer is provided with an adjustable earthing point or earthing point that can be switched to the rectifier connected to the secondary winding. In one case, the various taps of the secondary winding are led to contacts that can optionally be connected to earth via a switch, while in the other case, e.g. B. if two mechanical, rotating rectifiers are available, one or the other rectifier is grounded, with the help of this optional grounding through two fixed taps of the secondary winding of the transformer, a voltage shift between the connected electrostatic precipitators can be achieved. For charging current collectors, a device for rectifying low-voltage alternating currents is known, which includes a transformer with two alternating secondary windings to be used and several connected rectifiers, alternately through. Switching one or the other secondary winding can be used to take different voltages from the transformer as required to feed the connected rectifiers. Apart from the fact that this is a low-voltage system and there are no adjustable or switchable earthing points at all, only one accumulator battery should be charged with different voltages, while the device according to the invention depends on two or more high-voltage electrostatic precipitators to operate at the same time with different rectified voltages, and for this purpose work is carried out with an earthing that can be adjusted to different taps on the secondary winding of the transformer or with an earthing switchable to the rectifier connected to the secondary winding.

An sich sind Hochspannungstransfonnatoren mit zwei fest-en Anzapfungen der Sekundärwicklung und nvei Gleichrichtern, von denen der eine an diese A-nzapfunoien und der andere an die Enden tter Sekundärwicklung angeschlossen ist, zum gleichzeitigen Betrieb von zwei Elektrofiltern mit verschiedenen gleichgerichteten Spannungen schon vorgeschlagen worden, doch fehlt in diesem be-'kannten Fall die wahlweise Erdung, die für die Erfindung wesentlich ist. Themselves are Hochspannungstransfonnatoren with two fixed-en taps of the secondary winding and nvei rectifiers, one of which has a-nzapfunoien A on it and the other is connected to the ends tter secondary winding, already been proposed for the simultaneous operation of two electric filters having different rectified voltages, but in this known case the optional grounding, which is essential for the invention, is missing.

Auf der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Beispielen veranschaulicht. Fig. i zeigt das Schema einer Ausführungsform.The invention is illustrated in various examples in the drawing. Fig. I shows the scheme of an embodiment.

Fig. 2 stellt , schematisch eine'andere Ausführungsforrn dar.Fig. 2 shows , schematically, another embodiment.

Fig. 3 und 4 veranschaulichen im Schema die verschiedenen Spannungen, die mit der Schaltung nach Fig. -- erreichbar sind.FIGS. 3 and 4 illustrate that in the diagram the different voltages with the circuit of Figure - are attainable..

Fig. 5 zeigt im senkrechten Schnitt eine Einzelheit des Transformators nach Fig. 2.FIG. 5 shows a detail of the transformer according to FIG. 2 in vertical section.

In Fig. i bezeichnet A ein Elektrofüter mit Niederschlagselektrode i und Ausströmelektrode 5. Die Elektrode i ist bei 3 geerdet und die Elektrode 5 durch die Leitung 7 über den Glühkathodengleichrichterg mit dem Rol 1.7 der Sekundärwicklung 16 eines Transformators i i verbunden. Ein zweites Elektrofilter B mit der bei 4 geerdeten Niederschlags,clektrodC 2 hat seine Ausströmelektrode 6 durch die Leitung 8 über den Gleichrichter i o an den anderen Poi 18 der Sekundärwicklung 16 angeschlossen. Mit 14 ist die Primärwicklung des Transformators und mit 13 der Netzanschluß bezeichnet. Zwischen den Polen 17, 18 ist die Sekundärwicklung 16 bei Ig, 20, 21, 22 und 23 angezapft. Diese Anzapfungen führen durch die Isolatoren29, 30,31,32,33 des Deckelsi-- des Transfor-' matorgehäuses hindurch an die Schaltkontakte 39,40, 44 42, 43. Über diese ist ein Schaltarm 34 drehbar, der bei 35 an Erde führt. Die- Anzapfung21 mit dem Schaltkontäkt41 liegt in der Mitte der Sekundärwicklung 16. Wenn diese an dieser Stelle über den Schalter 34 geerdet wird, erhalten beide Elektrofiltex A und B gleiche Spannungen, z. B. 5o *kV.In Fig. I, A denotes an electrical product with collecting electrode i and outflow electrode 5. Electrode i is grounded at 3 and electrode 5 is connected to Rol 1.7 of secondary winding 16 of transformer ii by line 7 via the hot cathode rectifier. A second electrostatic precipitator B with the precipitate grounded at 4, clektrodC 2, has its outflow electrode 6 connected to the other Poi 1 8 of the secondary winding 16 through the line 8 via the rectifier io. The primary winding of the transformer is denoted by 14 and the mains connection is denoted by 13. The secondary winding 1 6 at Ig, 20, 21, 22 and 23 is tapped between the poles 17, 1 8. These taps perform the Isolatoren29, 30,31,32,33 Deckelsi-- of the transformer 'matorgehäuses therethrough to the switch contacts 39,40, 44 42, 43. About this is a switch arm 34 for rotation, which leads to earth at 35 . The tap 21 with the switching contact 41 lies in the middle of the secondary winding 16. If this is grounded at this point via the switch 34, both Electrofiltex A and B receive the same voltages, e.g. B. 50 * kV.

Wird der Schaltarm 34 z. B. auf Kontakt 40 gedreht, wie in Fig. i dargestellt, so wird die AnzapfUng 20 geerdet; es empfängt Elektrofilter A eine entsprechend geringere und Elektrofilter B eine entsprechend höhere Spam, nung.If the switching arm 34 z. B. rotated to contact 40, as shown in Fig. I, the tap 20 is grounded; it receives electrostatic precipitator A a correspondingly lower and electrostatic precipitator B a correspondingly higher spam, voltage.

Vorteilhaft wird der gegenseitige Abstand der.Transformatorenanzapfungen ig bis 23 SO groß gewählt, daß sich bei Umschaltung von einem Erdungskontakt auf einen anderen Sparmungsunterschiede von 2,5 kV ergeben. Wird in diesem Fall der Schaltarn134 auf Kontakt 40 eingestellt, so erhält Elektrofilter A eine um 2,5 kV geringere und ElektrofilterB eine UM 2,5kV höhere Spannung, so daß der Spannungsunterschied zwischen A und B 5 kV beträgt. Bei Erdung des Kontaktes 39 bzw. der Anzapfung ig ist die Spannung in A um i o kV geringer als in B. Entsprechende Verhältnisse lassen sich bei Erdung der- Kontakte- 42 und 43 erzielen.The mutual spacing of the transformer taps is advantageously chosen to be large up to 23 SO , so that when switching from one earthing contact to another there are voltage differences of 2.5 kV . If the Schaltarn134 set to contact 40 in this case, the electric filters A is lower by 2.5 kV and 2.5 kV UM ElektrofilterB a higher voltage so that the voltage difference between A and B is 5 kV. When the contact 39 or the tap ig is grounded, the voltage in A is 10 kV lower than in B. Corresponding conditions can be achieved when the contacts 42 and 43 are grounded.

Die Isolationsfrage macht keine Schwierigkeiten. Wenn der an Erde führende Schaltarm 3 4 z. B. mit der Anzapfung 19 verbunden ist, besteht über den Isolator29 kein Spannungsabfall zum Gehäuse 12, wenn dieses, wie üblich, ebenfalls geerdet ist. Der durc*h den Isolat-or33 gehende, zur AnzapfUng23 fÜhrende Leiter hat bei Erdung von ig gegenüber dem geerdeten Gehäuse 12 ein Potential Von 4 X 2,5 kV = io kV; ein Isolator für iokV ist aber einfach und billig herzustellen. Noch günstiger liegen die Verhältnisse für die anderen Isolatore1130, 31 und 32, die gegen noch geringere Spannungen standzuhalten haben.The isolation issue does not cause any difficulties. If the switching arm leading to earth 3 4 z. B. is connected to the tap 1 9, is on the Isolator29 no voltage drop to the housing 12 when this, as usual, also grounded. The conductor going through the isolator 33 and leading to the tap 23 has a potential of 4 X 2.5 kV = 10 kV when ig is grounded in relation to the grounded housing 12; an isolator for iokV is easy and cheap to manufacture. The ratios are even more favorable for the other isolators 1130, 31 and 32, which have to withstand even lower voltages.

Bei dem Beispiel nach Fig. 2 sind die beiden Elektrofilter A, B' über mechanische Gleichrichter64,65 an den Transformator5o angeschlossen, der aus dem Gehäuse5i mit Deckel 52, der Primärwicklung 53 und der Sekundärwicklung 54 besteht. Die Primärwicklung wird von einer Wechselstromquelle 55 erregt unter Vorschaltung einer veränderbaren Impedanz57 und eines Schalters56, der auf verschiedene mit Anzapfungen von 53 verbundene Kontakte Anstellbar ist. Die Sekundärwicklung 54 ist an'vier Stellen mit nach außen führenden Leitungen verbunden. Die Leitungen 5 8 und 6z führen an die Pole a und a' und die Leitungen 5 9 und 6 1 an die Anzapfstellen b und bl von 54. Die Leitungen 58 und 62 gehören ztun Stromkreis des Elektrofilters A' und die Leitungen r%g, 61 zum Elektrofilter,6'.In the example according to FIG. 2, the two electrostatic filters A, B ′ are connected via mechanical rectifiers 64, 65 to the transformer 5o, which consists of the housing 5i with cover 52, the primary winding 53 and the secondary winding 54. The primary winding is excited by an alternating current source 55 with an upstream connection of a variable impedance57 and a switch56 which can be switched to various contacts connected to taps of 53. The secondary winding 54 is connected at four points to lines leading to the outside. The lines 5 8 and 6z lead to the poles a and a 'and the lines 5 9 and 6 1 to the taps b and bl of 54. The lines 58 and 62 belong to the circuit of the electrostatic precipitator A' and the lines r% g, 61 to the electrostatic precipitator, 6 '.

Die Potentialdifferenz zwischen den Leitungen 5 8 und 5 9 hängt von den Windungen der SPule 54 zwischen den Punktena und b ab. Ähnlich bestimmen die Windungen zwischen b' und a' 'die Potentialdifferenz zwischen 62 und 61. Für die Zwecke der Erfindung braucht die Potentialdifferenz zwischen 58 und 59 einerseits und 62 und 61 anderseits iokV nicht zu überschreiten, so daß beide Leiter je mittels ein-es einzigen Isolators durch den Gehäusedeckel 52 des Transformators hindurchgeführt werden können. Für die Leiter 58, 59 ist der Isolator 6o und für 62, 61 der Isolator 63 bestimmt. Wie die 1.#ter gegeneinander und gegen den Transformatordeckel isoliert werden können, ergibt sich im einzelnen aus Fig. 5,'auf die weiter unten noch näher eingegangen wird.The potential difference between lines 5 8 and 5 9 depends on the turns of coil 54 between points a and b . Similarly, the turns between b ' and a''determine the potential difference between 62 and 61. For the purposes of the invention, the potential difference between 58 and 59 on the one hand and 62 and 61 on the other hand does not need to exceed iokV, so that both conductors each by means of one-es single insulator can be passed through the housing cover 52 of the transformer. The insulator 6o is intended for the conductors 58, 59 and the insulator 63 is intended for 62, 61. How the 1. # ter can be isolated from one another and from the transformer cover can be seen in detail from FIG. 5, which will be discussed in greater detail below.

Die umlau fenden Kontakte der beiden niechanisch,en Gleichrichter 64, 65 sitien auf einer gemeinsamen Welle, die'in der üblichen Weise synchron mit dem bei 55 zugefül-irten Wechselstrom umläuft. Der Gleichrichter 64 kann bei a" und der Gleichrichter65 bei Y' geerdet werden. Wesentlich ist, daß diese Erdung bei beiden Gleichrichtern nicht gleichzeitig erfolgt, weil ein Kurzschluß der Abschnittea-b und b'-a' der Sekundärspule 54 die Folge wäre.The rotating contacts of the two mechanical rectifiers 64, 65 sit on a common shaft which rotates in the usual way synchronously with the alternating current supplied at 55. The rectifier 64 can be grounded at a ″ and the rectifier 65 at Y '. It is essential that this grounding does not take place at the same time in both rectifiers because a short circuit of the sections a-b and b'-a' of the secondary coil 54 would result.

Welche Wirkung das Erden der Gleichrichterstromkreise hat, ergibt sich aus den Diagrammen -nach Fig. 3 und 4. Angenommen, daß die in der Sekundärwicklung des Transformators induziert-e Spannungder Windungszahl annäherhd proportional ist, dann ist die Spannung zwischen zwei Anzapf"gen ebenfalls proportional der Windungszahl. zwischen diesen beiden Anzapfungen Moder AbnahmesteUen. Fig. 3 gibt die Spannungsverhältnisse in den Elektrofiltem A' und B' wieder, wenn der Gleichrichter 64 bei a" ge,-erdet und der Gleichrichter 65 nicht geerdet ist. Die Klemmen,& und al werden in diesem Fall abwechselnd über die Leitungen58 Bund 62 mit der Erde und mit der Hochspannungselektrode des ElektrofiltersA' verbunden. Bei jedem Halbwellenimpuls wird den Elektroden von A' die volle, längs der vollständigen Sekundärwicklung induzierte Spannung aufgedrückt. Diese volle Spannung ist in Fig. 3 mit VA bezeichnet. Wenn die Klemmea' geerdet wird, wird Y durch die Leitung61 bei Y' an einen:offenen Stromkreis gelegt und b über die Leitung 59 mit der Hochspannungselektrode von B' verbunden. Die durch B' gehende Spannung ist in Fig. 3 -durch die unterhalb von VA eingetragene Strecke VB dargestellt. Die darunter befindliche Strecke VB veranschaulicht die Spannung in B, wenn die Gl-eichrichter sich um go' gedreht und die Phasen sich um i8o' verschoben haben. Die SpannungV,9 kann für jeden Impuls dieselbe sein, ist es aber nicht, wenn a-b von b'-a' verschieden ist. Man erkennt, daß das Elektrofilt-erA' stets das volle und B' stets ein geringeres Potential erhalten müssen.The effect of grounding the rectifier circuits can be seen from the diagrams according to FIGS. 3 and 4. Assuming that the voltage induced in the secondary winding of the transformer is approximately proportional to the number of turns, then the voltage between two taps is also proportional 3 shows the voltage relationships in the electrostatic precipitators A ' and B' when the rectifier 64 is grounded at a ″ and the rectifier 65 is not grounded. In this case, the terminals, & and al are alternately connected via the lines 58 and 62 to earth and to the high-voltage electrode of the electrostatic precipitator A '. With each half-wave pulse, the full voltage induced along the entire secondary winding is impressed on the electrodes of A '. This full voltage is labeled VA in FIG. 3. When the terminal a 'is grounded, Y is connected to an open circuit by line 61 at Y' and b is connected to the high voltage electrode of B 'by line 59. The voltage passing through B 'is shown in FIG. 3 by the line VB entered below VA. The line VB underneath shows the voltage in B when the rectifiers have turned go 'and the phases have shifted by i8o'. The voltage V, 9 can be the same for each pulse, but it is not if ab is different from b'-a '. It can be seen that the electrostatic precipitator A 'must always receive the full potential and B' must always receive a lower potential.

Wenn der Gleichrichter65 bei Y' geerdet und der Erdungsschalter- am Gleichrichter 64 bei a" geöffnet ist, ergeben sich in den beiden Elektrofiltern X und B' die Spannungsverhältnisse emäß Fig. 4. Die an den Strom-9 Z> kreis des Elektrofilters A' ängeschlossene, Windung der Sekundärwicklung des Transformators reicht in diesem Fäll abwechselnd von der Klemme a bis zur Anzapfung b' und * von der Anzapfung V zur Klemme a#. Die sich hierbei ergebenden Spannungsunterschiede sind in Fig. 4 durch die Strecke V_4 dargestellt. Die zum Stromkreis des hlektrofilters B' j# Clehörige Transformatorwindung reicht von der Anzapfung b bis zur Anzapfung b' und, ergibt die Spannungsstrecke VB.When the Gleichrichter65 at Y, the voltage ratios' grounded and the earthing-is open at a "at the rectifier 64, resulting in the two electric filters X and B 'emäß Fig. 4. The to the power-9 Z> circle of the electric filter A' In this case, the closed turn of the secondary winding of the transformer extends alternately from terminal a to tap b ' and * from tap V to terminal a #. The resulting voltage differences are shown in Fig. 4 by the path V_4 of the hlektrofilters B 'j # Clehörige transformer winding extends from the tap b to the tap b' and results in the voltage path VB.

Wenn die beiden Elektrofiltereinheiten A' und B' mit 55 und 5okV betrieben werden und der Gleichrichter64 an den Erdungspol a" gelegt ist, so kann, falls sich diesee Spannungen als zu hoch erweisen, die Erdung bei a" geöffnet und der Gleichrichter 65 bei Y' geerdet werden, so daß sich in beiden ElektrofilternA' und B' Spannungen von 5o und 45 kV ergeben. Weitere Verwendungsmöglichkeiten ergeben sich, wenn man zwischen den Klemmen a und b und b' und a' noch zusätzliche Anzapfstellen an der Sekundürivicklung des Transformators vorsieht. Die Anschlüsse an diese zusätzlichen Anzapf- und Kontaktstellen werden über ein Mehrleit-erhochspannungskabel innerhalb der Isolatoren 6o und 63 nach außen geführt. Diese zusätz-]ich-en Anzapfstellen sind auf der Zeichnung nicht weiter veranschaulicht, doch dürfte ihre Anordnungs- und Wirkungsweise ohne weiteres klar sein. In den Speiseleitungen zu den Elektrofiltern könn&n Impedanzen, wie Ohnische Widerstände und Induktionsspulen, eingeschaltet sein, um eine weitere Möglichkeit der Spannungsregelung zu geben.If the two electrostatic precipitator units A ' and B' are operated with 55 and 5okV and the rectifier 64 is connected to the grounding pole a ", the grounding at a" can be opened and the rectifier 65 at Y if these voltages prove to be too high 'be grounded so that voltages of 50 and 45 kV result in both electrostatic precipitators A' and B '. Further possible uses arise if additional tapping points are provided on the secondary winding of the transformer between terminals a and b and b 'and a'. The connections to these additional tap and contact points are led to the outside via a multi-conductor high-voltage cable within the insulators 6o and 63. These additional taps are not further illustrated in the drawing, but their arrangement and mode of operation should be readily apparent. In the feed lines to the electrostatic precipitators, impedances, such as non-electrical resistors and induction coils, can be switched on in order to provide a further possibility for voltage regulation.

Der in Fig. 5 dargestellte Durchführungsis#olator besteht aus dem flanschartigen Fuß 75, dem rohrförmigen Teil 76 und einem inneren R.ohr77-. Zwischen den Rohrteil-en76 und 77 liegt ein leitender Rohrteil79, der einen Teil der Leitung 59' bildet, der der Leitung 59 in Fig. 2 entspricht. Innerhalb des Rohrteils 77 befindet sich ein Leiter 78 als Teil der der Leitung 58 nach Fig. 2 entsprechenden Leitung 5 8'. Mit 8 o und 8 1 sind die Anschlußklemmen an den Leitern 78 und 79 bezeichnet. Selbstverständlich kann der -Durchführungsisolator auch anders ausgebildet sein. So kann beispielsweise an Stelle des Leiters 78, wie schon erwähnt, ein Mehrleiterkabel verwendet werden. Dann würde natürlich die Leitung 79 wegfallen. In Fig. 2 sind zwar nur zwei besondera Abzweigleittuigen dargesteRt, doch können selbstverständlich auch dreioder mehr Leitungen durch die Isolatoren 6o und 63 hindurchgeführt werden und drei oder mehr parallele Stromkreise, ' an die Sekundärwicklung des Transformators angeschlossen sein.The bushing isolator shown in Fig. 5 consists of the flange-like foot 75, the tubular part 76 and an inner R.ohr77-. Between the pipe parts 76 and 77 there is a conductive pipe part 79 which forms a part of the line 59 ' which corresponds to the line 59 in FIG. Inside the pipe part 77 is a conductor 78 as part of the line 58 ' corresponding to the line 58 according to FIG. 2. With 8 o and 8 1, the terminals on the conductors 78 and 79 are designated. Of course, the bushing insulator can also be designed differently. For example, instead of the conductor 78, as already mentioned, a multi-conductor cable can be used. Then, of course, line 79 would be omitted. In FIG. 2, although only two besondera Abzweigleittuigen dargesteRt, but more lines can of course also three or through the insulators and 6o are passed 63 and be 'connected three or more parallel circuits to the secondary winding of the transformer.

Aus vorstehendem ergibt sich, auf welche Weise es die Erfindung möglich macht, mit einem einzigen Transformator zwei oder mehr Elektrofilter mit verschiedenen Spannungen zu betreiben und dabei mit einfachen Isola-*tor-en und Schalteinrichtungen auszukommen.From the above it follows how the invention is possible makes, with a single transformer, two or more electrostatic precipitators with different Operate voltages with simple isolators * and switching devices get along.

Claims

PATENT CLAIM: Device for the simultaneous operation of two or more electrostatic precipitators with two or more different rectified voltages from a single transformer, characterized by an adjustable to different taps of the secondary winding of the transformer (e.g. according to Fig. I) or to the Secondary winding connected rectifier (z. B. According to Fig. 2) switchable Erüung.