SU1201807A1

SU1201807A1 - Power source for electrostatic precipitator

Info

Publication number: SU1201807A1
Application number: SU833657370A
Authority: SU
Inventors: Сергей Евгеньевич Баранов; Владимир Иванович Сикорский; Юрий Дмитриевич Сухопаров
Priority date: 1983-10-28
Filing date: 1983-10-28
Publication date: 1985-12-30

Abstract

Изобретение позвол ет уменьшить потери в электроснабжении электрофильтра при пробо х за счет того 5 что в источнике питани электрофильтра интегратор снабжен дополнительным конденсатором, подключенным параллельно разделительному диоду и конденсатору, а 6iiOK переходного режима вьтолнен в виде транзисторного ключа, подключенного :к выходу инвертора, вход которого подключен через ограничитель входного сигнала к датчику тока, что позвол ет надежно гасить дуговые разр ды в электрофильтре, питаемом трехфазным агрегатом, и ускорить процесс восстановлени напр жени на электрофильтре после пробо . Это происходит вследствие того, что первое включение тристоров регул тора происходит после окончани импульса дугового тока и с углом регулировани , величина которого определ i етс зар дом конденсатора. Величина этого угла несколько ниже предпробойной , но выше его начального значени . Таким образом, врем подъема напр жени до предпробойной величины сокращаетс , усредненное значение напр жени на электрофильтре возрастает и эффективность газоN9 очистки повьш1аетс . 1 з. п. ф-лы, 3 ил.The invention makes it possible to reduce losses in the power supply of an electrostatic precipitator during breakdowns 5 because the integrator is equipped with an additional capacitor connected in parallel to the separation diode and a capacitor in the electrostatic power supply, and the 6iiOK transient is connected in the form of a transistor switch connected to: the output of the inverter whose input connected via an input limiter to a current sensor, which allows to reliably extinguish arc discharges in an electrostatic precipitator powered by a three-phase unit and accelerate voltage recovery process on an electrostatic precipitator after a breakdown. This is due to the fact that the first switching on of the regulator's tristors occurs after the end of the arc current pulse and with the control angle, the value of which is determined by the charge of the capacitor. The magnitude of this angle is somewhat lower than the pre-breakdown, but above its initial value. Thus, the voltage rise time to a pre-breakdown value is reduced, the average voltage value on the electrostatic precipitator increases and the cleaning efficiency of the N9 gas increases. 1 h. n. f-ly, 3 ill.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности к системам регулировани электрических величин и может быть использовано в области электрической очистки газов дл автоматического регулировани однофазных и преимущественно трехфазных агрегатов питани электрофильтров , оснащенных тиристориым регул тором .The invention relates to electrical engineering, in particular, to systems for controlling electrical quantities and can be used in the field of electrical gas cleaning for automatic control of single-phase and predominantly three-phase power units of electrostatic precipitators equipped with a thyristor controller.

Цель изобретени - уменьшение потерь в электроснабжении электрофильтра при пробо х.The purpose of the invention is to reduce losses in the power supply of the electrostatic precipitator during breakdowns.

На фиг.1-3 представлены функциональные схемы предлагаемого источ- ника питани электрофильтра.Figures 1-3 show functional diagrams of the proposed electrostatic precipitator power supply.

Источник питани электрофильтра содержит включенные последовательно между входными выводами 1 и выводами дл подключени электрофильтра т-фазный тиристорный регул тор 2 повышающий трансформатор 3, высоковольтный выпр митель 4 и датчик 5 тока, электрофильтр 6, датчик 7 напр жени , подключенный к выводам 8 дл подключени электрофильтра 6, селектор 9 искровых раэр дов и интегратор 10, входами 11 и 12 соединенные с выходом датчика 7 напр жени , m амплитудно-фазовых преобразователей 13-15, выходами соединенных через формирователи 16 импульсов с управл ющими входами т-фаэного тиристорного регул тора 2. Входы 17 амплитудно-фаэовьж.преобразователей 13-15 через блок 18 переходных режимов подключены к выходу 19 селектора 9 искровых разр дов, а к выходу 20 интегратора - непосредственно . Интегратор 10 выполнен на резистивном делителе 21, включенном между входом 12 и выходом 20 интегратора 10 через эмиттерный повторитель 22, и последовательно соединенных разделительном диоде 23 и конденсаторе 24, включенных между выходом 25 делител и общей шиной.The power supply of the electrostatic precipitator contains t-phase thyristor controller 2 connected stepwise between input terminals 1 and terminals for connecting an electrostatic precipitator 2, step-up transformer 3, high-voltage rectifier 4 and current sensor 5, electrostatic precipitator 6, voltage sensor 7 connected to terminals 8 for connecting an electrostatic precipitator 6, the selector 9 of the spark rads and the integrator 10, the inputs 11 and 12 connected to the output of the sensor 7 voltage, m amplitude-phase converters 13-15, the outputs connected through the drivers 16 pulses c y ravl yuschimi inputs t-Faen thyristor regulator 2. Inputs 17 amplitude-faeovzh.preobrazovateley 13-15 through transients unit 18 connected to the output 19 of the selector 9 spark discharges, and to the output of the integrator 20 - directly. The integrator 10 is made on a resistive divider 21 connected between the input 12 and the output 20 of the integrator 10 through the emitter follower 22 and connected in series to the separating diode 23 and the capacitor 24 connected between the output 25 of the divider and the common bus.

Селектор 19 искровых разр дов содержит резистивные делители 26-28 сигнала напр жени на электрофильтре 6 и интегриру|рщуй цепь (резибтер 21, квнденеатер 30), педклгачшнную к входам Дифференциального уеи ител 3J. Диод 32 и pgsHCTop 33 соедин ют селектор 9 искровых раэр дов с интегратором 10 напр жени на электрофильтре 6. В интеграторе 10 конденсатор 24 зашунтирован нормально закрытым контактом 34 пускового реле. Параллельно диоду 23 и конденсатору 24 включен дополнительный конденсатор 35 дл ускорени подъема напр жени после пробо на электрофильтре 6. Выход 20 интегратора 10 подключен к входам 17 амплитудно-фазовых преобразователей 13-15, которые преобразовывают уровень входного сигнала в длительность импульсов.The selector 19 of the spark bits contains resistive dividers 26-28 of the voltage signal on the electrostatic precipitator 6 and integrates the circuit (resibter 21, alternator 30) pedaling to the inputs of the Differential Wavelength 3J. A diode 32 and pgsHCTop 33 connect the selector 9 of the spark gap with the integrator 10 voltage on the electrostatic precipitator 6. In the integrator 10, the capacitor 24 is bridged by the normally closed contact 34 of the starting relay. Parallel to the diode 23 and the capacitor 24, an additional capacitor 35 is connected to accelerate the voltage rise after a breakdown on the electrostatic precipitator 6. The output 20 of the integrator 10 is connected to the inputs 17 of the amplitude-phase converters 13-15, which convert the input signal level into a pulse duration.

Блок 18 переходного режима содержит ограничитель 36 входногЪ сигнала по току (резисторы 37 и 38, стабилитрон 39), цепь смещени на резисторах 40 и 41, определ ющую порог запирани транзисторного инвертора 42, делитель 43 и 44 на резисторах, конденсатор 45 и транзисторный ключ 46. Диод 47 с резистором 48 св зывают блок I8 переходного режима с входами амплитудно|фазовь1х преобразователей.The transient mode unit 18 contains a current limiter 36 of the current signal (resistors 37 and 38, Zener diode 39), a bias circuit on resistors 40 and 41, defining a threshold for locking transistor inverter 42, a divider 43 and 44 on resistors, a capacitor 45 and a transistor switch 46 Diode 47 with a resistor 48 connects the I8 transient mode unit to the inputs of amplitude-phase transducers.

Устройство также содержит блокThe device also contains a block

49ограничени рабочего тока, блок49 operating current block

50ограничени напр жени холостого хода и блок 51 ограничени пере-регулировани , которые обеспечивают нормальный режим работы источника питани электрофильтра.50 idle voltage limiting and re-regulating limiting block 51, which ensure the normal operation of the electrostatic power source.

Дл исключени аварийных режимов устройство снабжено блоком 52 завщты от обрыва цепей питани и управлени . Блок содержит m дифференцирующих цепей (конденсаторы 53-55, резисторы 56-58, диоды 59-61);, формирующие короткие импульсы положительной пол рности, соответствук цие срезам тока импульсов управлени , генератор 62 линейно нарастающего напр жени fтранзистор 63, конденсатор64 ), запускаемый этими импульсами , и дифференциальный усилителькомпаратор 65, подключенный вторым неинвертирующим входом к генератору пилообразного напр жени , а первым инвертирующим входом - к источникуIn order to avoid emergency operation, the device is equipped with a unit 52, for example, against breaks in the supply and control circuits. The block contains m differentiating circuits (capacitors 53-55, resistors 56-58, diodes 59-61) ;, which form short pulses of positive polarity, corresponding to current cuts of control pulses, a linearly increasing voltage generator 62 transistor 63, a capacitor 64) triggered these pulses, and a differential amplifier 65, connected by a second non-inverting input to a sawtooth generator, and the first inverting input to a source

5 66 опорного напр жени . Через резистор 67 и диод 68 подаетс блокирую щее напр жение с выхода селектора 9 искровых разр дов. Через амплитудный детектор 69 и 70, диод 75 66 reference stress. Through the resistor 67 and diode 68, a blocking voltage is applied from the output of the selector 9 of the spark discharges. Through amplitude detector 69 and 70, diode 7

0 и реэнетер 72 вынед к§м §ра §р§ IS педкгаочен к шхвдзм t змшттмнз фазошых прзебразвшателей. Инвертеры 73-75 выполнены на транзисторах, входы 76-78 которых подключены к0 and reneter 72 output to the § § § § § IS pedkgaochen to shhvdzm t smftmnz of phase-output manufacturers. Inverters 73-75 are made on transistors, inputs 76-78 of which are connected to

S выходам амплитудно-фазовых преобразователей , инвертиругацие выходы 79-81 инверторов 73-75 подключены к входам дифференцирующих цепей.S outputs of the amplitude-phase converters, inverting the outputs 79-81 inverters 73-75 connected to the inputs of the differentiating circuits.

33

а неинвертирующие выходы 82-84 - . к входам 85 формирователей I6 импульсов .Питание блоков управлени и защиты источника осуществл етс блоком 86 питани .and non-inverting outputs 82-84 -. to the inputs 85 of the pulse shaper I6. The power supply of the control and source protection units is provided by the power supply unit 86.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

При пуске устройства размыкаетс контакт 34 пускового реле. Импульсы управлени с выхода амплитудно-фазовых преобразователей поступают на формирователи 16 импульсов и далее на управл ющие переходы силовых тиристоров. Перва пара тиристоров тиристорного регул тора 2 включитс с углом управлени , величина которого равна начальному значению, так как напр жение на входах амплитудно-фазовых преобразователей 13-15 равно нулю. Первое включение тиристоров вызовет возрастание напр жени на электрофильтре 6. Напр жение на конденсаторе 24 интегратора 10 также начнет возрастать и следующа пара тиристоров включитс под углом, превышающим его начальное значение. Скорость нарастани напр жени на электрофильтре 6 в основном определ етс посто нной времени интегратора 20.When the device is started, contact 34 of the starting relay opens. The control pulses from the output of the amplitude-phase converters arrive at the shapers of 16 pulses and then at the control transitions of the power thyristors. The first pair of thyristors of the thyristor controller 2 is switched on with the control angle, the value of which is equal to the initial value, since the voltage at the inputs of the amplitude-phase converters 13-15 is zero. The first turning on of the thyristors will cause an increase in the voltage on the electrostatic precipitator 6. The voltage on the capacitor 24 of the integrator 10 will also begin to increase and the next pair of thyristors will turn on at an angle exceeding its initial value. The voltage rise rate on the electrostatic precipitator 6 is mainly determined by the time constant of the integrator 20.

Когда напр жение на электрофильтре 6 достигает уровн электрической прочности, то в нем возникнут пробои.When the voltage on the electrostatic precipitator 6 reaches the level of electrical strength, then there will be breakdowns in it.

При дуговом пробое напр жение на электрофильтре 6 практически мгновенно снижаетс до нул . Ток возрастает,и на выходе селектора 9 искровых разр дов по вл етс положительное напр жение, так как потенциал инвертирующего входа дифференциального усилител 3i равен нулю ( поскольку напр жение электрофильтра равно нулю;, а к инвертирующему , входу приложен отрицательный потенциал зар женной емкости конденсатора 30. Транзисторы 42 и 4 блока 18 переходного открыты , так как на датчике 5 тока имеетс положительное напр жение, пропорциональное току электрофильтра. Напр жение с выхода селектора 9 искровых разр дов через открытый транзисторный ключ 46, резистор 48, диод 47 подаетс на входы амплитудно-фазовых преобразователей 13-15. Конденсатор 24 интегратора 10 разр жаетс положительным напр жением сIn the case of arc breakdown, the voltage on the electrostatic precipitator 6 almost instantly decreases to zero. The current increases and a positive voltage appears at the output of the selector 9 of the spark discharges, since the potential of the inverting input of the differential amplifier 3i is zero (since the voltage of the electrostatic precipitator is zero; while the inverting potential of the capacitor 30 is applied to the input) Transistors 42 and 4 of transient unit 18 are open, since a positive voltage proportional to the current of an electrostatic precipitator is present on current sensor 5 proportional to the current of the electrostatic precipitator. torny switch 46, resistor 48, diode 47 is supplied to the inputs of the amplitude-phase converters 13-15. The capacitor 24 of the integrator 10 discharges positive voltage with

01807 .4 .01807 .4.

выхода селектора 9 искровых разр дов через резистор 33 и диод 32.the output of the selector 9 spark discharges through a resistor 33 and a diode 32.

По окончании дугового тока исчезает положительное напр жение на базе 5 транзисторного инвертора 42 и он закрываетс . Конденсатор 45 начнет зар жатьс через резисторы 44 и 43. По окончании зар дки конденсатора 45 транзисторный ключ 46 закроетс .At the end of the arc current, the positive voltage at the base 5 of the transistor inverter 42 disappears and it closes. Capacitor 45 will begin charging through resistors 44 and 43. When the capacitor 45 has finished charging, transistor switch 46 closes.

10 Период времени между окончанием10 Time period between ending

импульса тока электрофильтра 6 и запиранием транзистора 46 составл ет дес тые доли миллисекунды. Эта пауза необходима дл исключени возможности включени силовых тиристоров до момента окончани дугового тока.the current pulse of the electrostatic precipitator 6 and the locking of the transistor 46 is the tenth of a millisecond. This pause is necessary to eliminate the possibility of switching on the power thyristors until the end of the arc current.

Селектор 9 искровых разр дов ока . жетс отключенным от входов 17Selector 9 spark bits of the eye. the jacks are disconnected from inputs 17

2Q амплитудно-фазовых преобразователей и потенциал на их входах будет определ тьс зар дом конденсатора 35. По этой причине первое после пробо включение тиристоров произойдет с 5 углом регулировани , величина которого несколько ниже предпробойного, так как в течение импульса дугового тока конденсатор 35 разр жалс и потенциал на нем несколько уменьшилс .2Q amplitude-phase converters and the potential at their inputs will be determined by the charge of capacitor 35. For this reason, the first after the breakdown of the thyristors will occur with 5 control angle, the value of which is slightly lower than the pre-breakdown, because during the arc current pulse the capacitor is 35 times low and its potential diminished somewhat.

В электрофильтре 6 пойдет ток.In the electrostatic precipitator 6 current goes.

транзисторные инвертор 42 и ключ 46 откроютс и выход селектора 9 искровых разр дов подключитс к входам амплитудно-фазовых преобразователей .a transistor inverter 42 and a switch 46 are opened and the output of the selector 9 of the spark bits is connected to the inputs of the amplitude-phase converters.

Если в течение первой полуволны тока на.пр жение на электрофильтре 6 восстановитс выше уровн , при котором напр жение на неинвертирующем входе дифференциального усилител 31превысит уменьшающеес напр жение на конденсаторе 30, то напр жение на его выходе станет отрицательным, диод 32 закроетс If during the first half-wave current, the voltage on the electrostatic precipitator 6 is restored above the level at which the voltage on the non-inverting input of the differential amplifier 31 exceeds the decreasing voltage on the capacitor 30, the voltage at its output will become negative, diode 32 will close

и отключит селектор искровых разр дов от входов амплитудно-фазовых преобразователей. Напр жение на их входах будет определ тьс потенциалом конденсатора 35. По мере возрастани напр жени на электрофильтре 6 напр жение на входе интегратора 10 превысит напр жение на конденсаторе 35 и система автоматического регулировани перейдет вand disables the spark selector from the amplitude-phase transducer inputs. The voltage at their inputs will be determined by the potential of the capacitor 35. As the voltage on the electrostatic precipitator 6 increases, the voltage at the input of the integrator 10 will exceed the voltage on the capacitor 35 and the automatic control system will go to

Claims

the mode of operation according to the principle of self-excitation of voltage on the electrostatic precipitator b, i.e. An increase in voltage at electrofilter 6 will cause an increase in NPO Hi at the inputs of the amplifiers and phase converters, which in turn will increase the angle of control of the power thyristors of the thyristor controller 2. When the voltage at the electrostatic precipitator 6 reaches the level at which the input voltage the integrator 10 will exceed the voltage on the capacitor 24, the isolation diode 23 will open and connect the capacitor 24. This connection will significantly slow down the rate of further voltage rise on the electrostatic precipitator 6, i.e. The capacitor 24 capacitance is significantly greater than the capacitor 35 capacitance. The level at which the capacitor -24 is connected is lower than the pre-breakdown voltage on the electrostatic precipitator 6 by the amount determined by the discharge of the capacitor 24 across circuit 32 and 33 by the output voltage of the selector 9. If in During the first half-current, the voltage on the electrostatic precipitator 6 is not restored to the level at which the voltage on the non-inverting input of the amplifier 31 exceeds the voltage on the capacitor 30, the next thyristor pair will turn on only after an eye Chaney current pulse. During the second impulse current of the electrostatic precipitator, the 6n voltage on the capacitor 30 will decrease to such an extent that switching amplifiers 31 will also occur at a low value of the voltage on the electrostatic precipitator. In this case, the voltage rise on the electrostatic precipitator 6 occurs within two half-waves of current. In the event of emergency situations such as an open circuit, control, synchronization, the high-voltage transformer 4 begins to operate as a single-phase transformer with a magnetic shunt or a half-wave mode can occur. This will lead to a decrease in the voltage on the electrostatic precipitator, an excessive consumption of electricity, the generation of heat in the transformer and, as a result, the output of the unit. The protection unit 52 ensures reliable operation of the device in emergency situations. In the normal operation mode, at the outputs of the amplitude-phase converters 13-1 there are control pulses, called current, in the 7 collectors of the uHFieii-iopoB 73-75 transistors. On the collectors of these transistors (outputs 79-81) there are inverted control current pulses. The differentiating circuits on elements 5361, connected to the collectors of transistors 73-75, produce positive voltage drops corresponding to the cuts of control pulses. These short positive pulses open transistor 63 in the ramp voltage generator 62, shorting the capacitor 64. As a result, the voltage across the capacitor takes the form of ramp pulses. The amplitude of these pulses does not exceed the value set by the reference voltage source on the variable resistor 66, therefore the voltage at the output of the comparator 65 is negative. When the control circuit is broken (the mother wire from the emitters of transistors 73-75 to the formers of 16 pulses stops the flow of the collector current of one of these transistors (the resistors in the emitter circuits of these transistors have a high resistance) and one from three pulses on the base of transistor 63. This leads to the fact that the time interval during which the capacitor 64 capacitance is charged increases and the amplitude of the linearly increasing pulses increases so that the level exceeds variable resistor 66. Positive pulses appear at the output of the comparator 65. These pulses are smoothed and fed to the inputs of the amplitude-phase converters 13-15, which leads to the removal of the control pulses. When the power supply circuit disappears, the synchronizing voltage of one of the amplitude -phase converters and, accordingly, control pulses disappear at its output. As a result, on the basis of one of the transistors 73-75, there will be no control pulses and, accordingly, there will be no current pulses projector of. As noted above, this will lead to the complete removal of control pulses, locking the power thyristors (ti ofiecTtJiUHaiiHK) of the power lines. The use of the device allows to increase the average value of the voltage on the electrostatic precipitator. The introduction of an additional capacitor 35 connected in parallel to the separation diode and a capacitor, an integrator, and the execution of a transient mode unit in the form of a transistor switch connected to the output of the inverter, whose input is connected via an input limit to the current sensor, reliably extinguish the arc discharge in the electric filter fed three-phase unit and speed up the process of voltage recovery on the electrostatic precipitator after a breakdown. This is due to the fact that the first turning on of the thyristors of the regulator 2 occurs after the end of the arc current and with the control angle, the value of which is determined by the charge of the capacitor. The magnitude of this. the angle is somewhat lower than the pre-breakdown, but higher than its initial value. Thus, the voltage rise time to a pre-breakdown value is reduced, the average voltage value on the electrostatic precipitator increases, and the gas cleaning efficiency is increased. Introduction to the device of the protection unit from the interruption of the power supply and control circuits, made in the form of a comparator, the input of which is connected to (linear voltage generator, and output to the amplitude-phase converters inputs, ensures reliable operation of the device when one of the power supply circuits or control units by removing power thyristor control pulses. Formula 1: An electrostatic precipitator power supply, comprising connected in series between the inputs and outputs for connecting a ftU-phase thyristor controller, a step-up transformer, a high-voltage detector and a current sensor, a voltage sensor connected to the terminals for electrical connection (iuiiii tra, a spark selector switch 11 and an integrator, connected with the voltage sensor output, t; - amplitude-phase converters, outputs connected via pulse shapers with control inputs of the Hi-phase thyristor controller, inputs of amplitude-phase converters connected to the output of the selector of spark discharges modes, and to the integrator output directly, the integrator is made on a rheistor divider connected between the integrator input and output via an emitter follower, and a series-connected separating diode and capacitor connected between the divider output and the common bus, characterized in that, in order to reduce losses power supply of the electrostatic precipitator during breakdowns, the integrator is equipped with an additional capacitor connected in parallel to the separation diode and the integrator capacitor, the block of transient modes of discharge It is complete on a transistor switch, the input of which is connected to the output of a current sensor through a transistor inverter and an input limiter.

2. The source according to claim 1, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with a power supply protection and control unit made in the form of a comparator, a reference voltage source, a linearly increasing voltage generator, m-differentiating chains, diodes and inverters, the comparator's output is connected to the inputs of amplitude-phase converters, the first input of the comparator is connected to a reference voltage source, the second input is connected to the output of a linearly rising voltage generator, the control input of which is connected It is via diodes to the outputs of differentiating chains, the inputs of inverters connected to the inverting outputs, the non-inverting outputs of which are connected to the inputs of pulse shapers, and the inputs to the outputs of the corresponding amplitude-phase converters.

/ 7

Fi.Z