2HF-01型电除尘高频电源说明书

2.3 高频电源工作原理
高频电源是将三相交流电经整流和滤波后得到约 530V 左右的直流电 压，经全桥逆变，形成20kHz 左右的交变电流，再经高频变压器升压整流 后形成高频高压脉动直流送电除尘器。
三
EM I
三相
输入
全桥
相 输
滤波器
整流
滤波
逆变
入
除尘器 负载
输出 整流桥
高压 变压器
谐振 网络
辅
温度检测电路
HF-01 型电除尘高频电源说明书
报告人： 梁银海 日期： 2010.10.20 南京国电环保设备有限公司
第一章 电除尘器高频电源与工频电源概念
• 工频电源: 50Hz • 高频电源: 20-50kHz
1.1 高频电源与工频电源外形比较
1.2 工频电源与高频电源主电路形式
电源
可控硅移相控制
电抗器
驱动电路直接固定在IGBT 上，驱动IGBT 的导 通和关断，二次电流电压采集板安装于高压变压器 顶部，直接与电流电压瓷柱连接。
2.4.5 高频高压变压器
大功率高频高压变压器采用油浸式设计，是高频电源的核心部件，其作用将逆 变电路产生的高频交流电升压整流后形成高频高压脉动直流送电除尘器。
2.4.6 散热系统
3.2 静态调试步骤
1）测量三相电输入正确与否 2）闭合主电源开关->闭合屏蔽盒电源开关（注：闭合5s后，DSP
正确复位后方可进行下一步操作）->闭合控制电源电路开关-> 闭合风机电源开关
图3.1 三相交流电检测
图3.2 配电盘微型断路器开关顺序
3） 检查小风扇风向正常，检查各线路板指示灯正常（开关序 号根据对应的电气图而定）
高频电源上位机监控系统由一台工控机作为操作站及工程师ion 公司的iFix 4.0 组态软件为应用平 台，采用RS485/422 总线与现场高频电源进行通信，同时根据客户需求开发人 机界面。
4.1 开机及关机
4.1.1 开机 打开主机和显示器电源开关，启动计算机后，运行iFix 系统和人机界面，
图4.4 手动连续运行方式
1) 手动连续 手动连续供电时，谐振电路按照设定
的固定频率运行，输出到电场的能量基本 恒定，运行状态最稳定。一般在系统状态 不太稳定的情况下，如电场有问题频繁闪 络、一次电流、二次电流或二次电压采样 有问题、系统运行参数及状态需要调试等 情况下可采用该模式。
注意：在手动运行模式之前，将 Delay0（在参数设置界面）设定到合适的 数值，一般取值>500。
电流波形，调整参数delay1、delay2、wave1、wave2的值，使高 频电源处于稳定运行的同时输出较大的功率
3.3 动态调试步骤
动态调试和静态调试步骤基本一致，主要是按照除尘器电场内部 的烟尘介质含量进行再调试，设备调试结束后，应及时转入运行。
第四章 HF-01 型电除尘高频电源 上位机监控系统调试
整流变压器 阻尼电阻 电场
相
工频电源
电源
桥式整流
桥式逆变 谐振电容电感
整流变压器
电场
相
高频电源
1.3 工频电源与高频电源连续供电工作波形图
10 二次电流
二次电压 <50
二次电流
二次电压
高频电源
1.4 工频电源与高频电源火花处理方式
10 二次电流
二次电压 <50
二次电流
二次电压
工频电源 高频电源
1.5 高频电源不同的供电波形比较 节电运行模式
低压配电在高频电源左侧悬挂的电 气箱内，除为高频电源供电外，还给 集成在高频电源内部的风机、振打、 加热诸单元供电。它具有在设备运行 故障时的断电保护功能。
图2.4 配电盘结构
2.4.3 全桥逆变器
逆变电路由全桥串联谐振逆变器组成，将整流滤波电路产生530V 左右的直流电逆变成20kHz左右的高频交流电送高频高压变压器。
求将操作界面划分为几个部分：高压系统主画面、实时数据、实时曲线、历史曲线、 报警一览、报警历史、日报表参数设置画面等，这些画面可通过菜单栏按钮（位于 操作界面顶部）进行切换 4.2.1 主画面 主画面包括两个部分：菜单栏和高压系统主画面
图4.2 高压系统主画面
4.2.2 高压整定参数
在高压系统主画面中，单击各电场的监视模块，即会弹出对应电场的高压整 定参数画面
(1)二次电流电压 设定按钮
(2)运行方式设定按钮
(3)系统启停及 故障清除
图4.3 高压整定参数画面
在高压整定参数画面，操作员能方 便启动或停止各个电场电源，并完成部 分参数的设定，其主要功能如下： (1) 系统及风机的启停控制
分别设有系统、风机启停按钮，单 击对应按键即可实现对系统、风机状态 的单独控制。
图3.3 风扇检查 图3.4 单板运行指示灯
图3.5 单板运行指示灯
4） 查看V_CS电压并根据实际情况作出调整（0.9V左右）
图3.6 模拟板V_CS测试孔
5）如果不是终端通讯的高频电源，将DSP板的485通讯线路 中的电阻R404断开，以防通讯不畅
DSP板终端电阻
图3.7 DSP板终端电阻
6）用示波器查看PWM发送是否正常
二次电流 二次电压
一电场
连续供电模式
二次电流 二次电压
二、三、四电场
间歇供电模式
1.6 工频电源与高频电源特能比较
主电路形式 供电方式 供电频率 运行模式 火花控制能力 对电场环境的适应性 电源效率 功率因数 电源体积、重量 电源相数 控制电路
工频电源 简单
工频脉动 50Hz 少 弱 一般 < 80% < 0.7 大
幅
脉冲周期
值
一次电流
时间
脉冲周期
幅
反比
值
输出功率
时间
图4.5 脉冲供电运行方式
2) 脉冲供电 系统运行在该模式下节电效率约为 50％~90％，
当电除尘运行工况良好时，建议使用该运行模式。 高频电源运行在该模式时，可根据输出功率的
大小，控制散热风机运行，进一步降低功耗，提高 风机的使用寿命。选择该运行模式，必须首先设置 以下相关变量（该变量位于参数设置画面中）
助
电 源
信号采样、隔离、 调理电路
驱动保护电路
DSP 控制系统
图2.2 高频电源系统原理框图
2.4 设备结构及其功能介绍
2.4.1 总体结构
HF-01 型电除尘高频电源其结构主要由主机外壳、低压配电系统、全 桥逆变器、高频高压变压器、控制电路、散热系统等组成。
图2.3 高频电源内部结构
2.4.2 低压配电
高频电源控制方式灵活多样，可 根据电除尘器运行工况选择最合适的 电压波形，减少电除尘能耗、提高除 尘效率；另外，高频电源还有体积小、 重量轻、节省电缆用量、三相平衡供 电等诸多优点。
图2.1 HF-01 型高频高压整流电源
2.2 技术性能和参数
2.2.1 产品使用条件
(1) 环境温度为－25℃～＋40℃； (2) 空气相对湿度小于 90％RH； (3) 无剧烈振动和冲击，垂直倾斜度不超过±5％； (4) 运行地点无导电、爆炸性粉尘，无腐蚀金属及破坏绝缘的气体； (5) 工作电源：交流电源，电压：380V±10％，频率：50Hz±1％。
HF-01 型高频电源采用强迫风冷进行散热，由安装在高频电源底部的风机和 分布在高频电源四周的风道配合进行散热，确保变压器和大功率开关元件的温度 在正常工作范围之内。
第三章 HF-01 型电除尘高频电源调试说明
3.1 注意事项
(1) 高频设备内部电气安装前，须切断设备总电源。 (2) 因本设备控制器采用 CMOS 集成电路制造，易受静电损坏，禁止用手触摸集成电路 芯片引脚或线路板引线。由于维修需要拆卸板件时，必须先释放掉身上的静电。 (3) 运行中柜门应关闭严密，禁止随意开启控制柜。 (4) 设备运行过程中不得随意断开控制箱里空气断路器。 (5) 设备运行过程中勿触碰控制电路板，以防设备损坏和运行不正常。 (6) 不能在设备运行状态下切换高压隔离开关。 (7) 停机后，待母线电压降至 20V 以下时，才能打开高频电源前门，防止高频滤波电 容存电导致触电危险。
4.1.2 关机
关机过程需先退出 iFix 系统，再关闭Windows 操作系统，不可在运行时直接 关掉电源开关，那样可能造成数据丢失及软件系统的故障（说明：上位机监控系统 需要指定的用户权限才允许关闭）
4.2 画面及操作说明
画面及其操作说明： 本文以国电黄金埠电厂1#炉电除尘器监控画面为例进行说明，按照电厂监控需
(2) 停机
监视模块为绿色，说明相应电场的高频电源处于停机状态，显示停机后的IGBT1温度、 IGBT2 温度和油温，其中I1、U1、I2、U2 的值近似为0。
(3) 通讯故障
监视模块以黄色显示，I1、U1、I2、U2 等参数值为问号“????”。
(4) 运行故障
监视模块一直黄红交替闪烁，表明电源产生其它故障，具体故障类型可切换到实时 数据画面中查看，此时I1、U1、I2、U2 等保留为故障停机前的数据值。
出现监控系统主画面： 根据电除尘器结构，画面中每列代表电除尘器的一个通道，每个通道包括4
个电场。各电场的运行状态由其下方的监视模块显示，实现对整个电除尘电源 运行状态的监控。
图4.1 高压系统主画面
电场在不同的状态下，各监视模块的具体表现如下：
(1) 正常运行
监视模块为褐色， 显示 U1（母线电压）、I1（一次电流）、U2（二次电压）、I2 （二次电流）、IGBT1（IGBT1 温度）、IGBT2（IGBT2 温度）、油温（变压器油温） 等参数的实时值。
2.2.2 技术参数
(1) 额定直流输出电压：72kV，电压调节范围10～100％； (2) 额定直流输出电流：1.0A、1.2A、1.4A、1.6A，输出电流调节范围：10～100％； (3) 输入电压：三相电压 380V，50Hz； (4) 输出电流频率：10k～40kHz； (5) 电能转换效率≥92%，功率因数≥0.92（额定负载条件）； (6) 重量：600 kg； (7) 体积：1200×1000×1500 mm（长×宽×高）； (8) 通讯接口： RS485/NET； (9) 外壳防护等级：IP34； (10)变压器油温升：≥40℃；
电源电路、信号调理电路、DSP 控制电路安装 正面门板内侧，并通过屏蔽盒对现场干扰信号进行 屏蔽。
信号调理板分模拟量调理电路和开关量隔离电 路两大部分。模拟量调理回路有一次电流、一次电 压、二次电流、二次电压、油温等。
开关量部分隔离电路包括11 路中间继电器输 出控制（实现对主开关跳闸、充电断路器、主断路 器、冷却风机的控制）和18 路状态量信号采集及 驱动板PWM 信号和故障信号。
两相 不平衡 简单
高频电源 复杂
系列窄脉冲 20kHz
各种模式 强 好
> 93% > 0.9 小 (1/5) 三相 平衡 复杂
第二章 HF-01 型电除尘高频电源简介
2.1 产品概述
电除尘器高频电源是利用高频开 关技术而形成的逆变式电源，其供电 电流是由一系列窄脉冲构成，可以给 电除尘器提供从接近纯直流到脉动幅 度很大的各种电压波形。
注意：若设备处于报警停机状态， 按下系统“停机”后，原有的报警提示 和运行参数仍保留而不被刷新。
(2) 运行方式
电源的运行方式有三种：手动连续、脉冲供电和自动连续方式。鼠标单击运行 方式控制按钮，弹出如图3.4 所示的运行方式选择画面。操作员可根据电场工 况和运行要求，选择相应的运行模式。这三种运行方式的具体定义如下：
通道1：PWM1波形 通道2：二次电流波形 通道3：PWM3波形 通道4：一次电流波形
7） 闭合控制电源断路器,充电后发送PWM，检测充电波形是否正常 8） 闭合风机断路器,点击风机运行，检测风机运行是否正常 9） 插上主回路继电器，手动模式Delay0=800左右起机 10） 逐步减小Delay0，增大功率 11）根据电场具体情况选取一定的delay0值在手动连续方式下拷机 12）经过较长的时间拷机，待温度稳定后记录其值 13）更换脉冲模式运行，通过调整参数增大功率，观察一次电流和二次
016+ HV-
三相滤波器
016R 016S
(TPF)
016T
70mm2×3
三相桥式整流
01A
01C
01B
016-
全桥逆变电路
LJ2-3
LJ2-3
小磁环
HV0
70mm2×2
高频变压器 高压硅堆整流 除尘器
图2.5 全桥逆变器
2.4.4 控制电路
图2.6 控制电路结构
控制电路包括电源电路、信号调理电路、DSP 控制电路、驱动电路、二次电流电压采样电路。
Wave1：30~100（50） Delay1：100~300（150） Wave2：10~1000（根据不同电场，一般入口侧电场小，出口侧电场大；一电 场50，二电场80，三电场100，四电场100，五电场100） Delay2：400~1000（800）