HPS-2高频恒流高压直流电源使用说明书

HPS-2高频恒流高压直流电源
使用说明书
襄阳九鼎昊天环保设备有限公司
目录
产品用途 (2)
高频恒流电源简介 (3)
产品型号说明 (7)
产品规格表 (8)
HPS-2系列高频恒流电源结构图 (9)
设备安装 (18)
系统运行控制 (23)
HPS-2高频恒流电源操作说明 (24)
HPS-2高频恒流电源操作规程 (29)
现场运行调试 (30)
常见故障及其排除方法 (30)
包装及运输 (31)
产品成套范围和定货须知 (31)
附表（1） (33)
附表（2） (34)
产品用途
本使用说明书主要针对静电沉积用高频恒流高压直流电源的选型、采购、包装运输、安装、运行及维护等方面进行说明。

本使用说明书中下文涉及到高频恒流高压直流电源简称为高频恒流电源。

本产品（高频恒流电源）与静电沉积电场配套使用，即是与静电除尘器、脱硫后置湿式静电除尘器、静电捕焦油器、静电除雾器、静电除油（盐）雾器等配套的高压供电设备，是以上设备供电的首选产品。

同时也是同行业中其它类型供电电源（可控硅电源-SCR、工频恒流源HL、三相电源、调幅电源）更新换代的首选产品。

本产品主要应用行业有：火电、钢铁、水泥、有色冶炼、煤焦化、化工、电子、植绒及其它静电沉积场所。

高频恒流电源简介
1.工作原理
HPS-2高频恒流电源由工频三相交流电输入，经整流变为工频恒压电源，再经过逆变器逆变成为高频交流电压源，通过恒流组件进行V/I转换把高频交流电压源转化为近似正弦的高频交流电流源，再经升压变压器将高频交流电流源转化为高频高压交流电流源，最后整流输出变为高频恒流高压直流电流源。

图（1） HPS-2高频恒流电源工作原理框图
2.技术特点
2.1一体化强迫水冷设计，提升IGBT和变压器的可靠性；下出线结构与国际流行结构接轨；侧出线结构更适合对现有电源进行改造；
2.2 逆变器采用模块化设计：主回路采用叠层母排设计，降低母线杂散电感；采用SEMIKRON第四代SEMiX封装的IGBT和三相整流桥，功率密度更大；电源高度集成化，可维护性好，故障率低；
2.3 变压器油箱采用经特殊处理的不锈钢材料，降低附加损耗，提升抗腐蚀性和适应环境的能力；一体化强迫水冷设计，提高电源运行的可靠性；变压器铁芯采用新型纳米非晶材料，经特殊工艺回火、磁化处理，损耗更低，体积更小；2.4 主控板采用8层集约化设计；主控芯片为高速数字处理芯片DSP，150MHz 主频，32位浮点运算，采用PWM矢量控制；基于光纤以太网的Modbus通讯协议；
2.5高频恒流电源控制系统具有抗干扰性能强，响应速度快，通讯速率高，组网容易等特点；
2.6针对不同工况采用不同的火花处理方式，通过火花“能级”跟踪控制，提高除尘效率。

3.HPS-2高频恒流电源应用优点
3.1可以提高并长期保持除尘器的除尘效率
HPS-2高频恒流电源输出的电压波动小于5%，其直流平均电压接近峰值电压，纹波系数小，与单相电源相比，高频恒流电源具有更高的电压电流输出能力，从而提高本体的注入功率和除尘效率。

3.2高效节能
高频恒流电源电能转换效率大于90%，与工频电源相比节能超过15%，节电效果显著。

3.3配套性能
a.高频恒流电源运行电压高、波动小，专利设计的火花“能级”跟踪控制方式特别适用于湿式除尘器和高比电阻粉尘工况；
b.具有恒流特性：
●能承受瞬态或稳态的短路
●对火花放电有抑制特性，对机械缺陷不敏感
●具有烟气负载的正反馈跟踪特性，从而能长期保证除尘效率
c.电源高度集成化，可维护性好，机柜三重隔离设计，保证电器部分清洁电源内部器件故障率低；
d.IP54设计适用于露天安装；
e.高频恒流电源体积小、重量轻，仅为工频电源的三分之一，变压器与控制柜一体化，直接安装在除尘器顶部，节省建设成本和安装空间。

3.4远程监控
采用基于光纤以太网的Modbus通讯协议，抗干扰性强，通讯速率高，响应速度快，组网容易。

3.5 EMC性能
高频恒流电源采用三相平衡供电。

产品由专业电源滤波器设计团队现场检测，针对测试结果量身定制，EMI测试结果符合军标（滤波器测试结果见图2）。

高频恒流电源设计严格参照IEC61000，并整机通过中国船舶工业电磁兼容检测中心
认证，确保高频恒流电源的运行不会干扰电网中其他电气设备。

图（2） HPS-2高频恒流电源传导骚扰测试波形图
3.6整机设计符合国际安规标准
高频恒流电源整机设计过程严格按照安规标准IEC61010，本产品已通过国际知名安规认证公司NEMKO认证。

图（3）高频恒流电源安规认证文件
4. HPS-2高频恒流电源与工频恒流电源的特点比较
HPS-2高频恒流电源在保留了工频恒流源原有特点的基础上，性能有更高的提升。

与传统的工频电源相比有以下特点：
4.1 转换效率更高
高频恒流电源电能转换效率大于90%，节电效果显著。

4.2 三相供电平衡
工频恒流高压直流电源采用单相供电，由于运行功率较大，无法保证三相供电的平衡，HPS-2高频恒流电源输入采用三相平衡供电，每相输入的电流相等，输入的电流更小，一般可减少初级供电电流50%以上。

4.3 输出的直流平均电压高
高频恒流电源输出电压纹波系数小，其平均直流电压接近其峰值输出电压，与工频恒流高压直流电源相比，其输出的直流平均电压更高，除尘效果更好。

4.4 火花控制特性好
高频恒流电源输出采用火花能级控制，对电场内火花反映速度快，火花熄灭速度达到亚微秒级，保持除尘器工作的平稳。

4.4 与除尘器适应性好
高频恒流电源有效提高了电除尘器的收尘效率，减少粉尘排放量在30%以上，特别适用于现役电除尘器常规电源的改造，改造成本低，改造工期短，效果显著。

产品型号说明
HPS-2系列高频恒流电源型号说明：
HPS-2 -- kV / mA
①②③/ ④
①型号：
HPS-2-- 高频恒流电源；
HPS-2下出线水冷高频恒流电源；
HPF-2侧出线风冷高频恒流电源。

②版本号：
设计版本序列号暂不显示。

③额定输出电压kV
④额定输出电流mA
产品规格表
表（1）产品规格表
HPS-2
型高频恒流高压直流电源使用说明书
9 / 34
HPS-2系列高频恒流电源结构图
图(4) HPS-2高频恒流电源效果图 图（5）HPS-2高频恒流电源效果图
图(6)HPS-2高频恒流电源外形安装尺寸图
10/ 34
图(7) HPS-2高频恒流电源隔离开关柜匹配图
11/ 34
注：HPS-2高频电源与隔离开关箱之间连
接时建议使用石棉盘根进行密封处理。

图(8) HPS-2高频恒流电源用隔离开关图
12/ 34
图(9) HPS-2高频恒流电源外形安装尺寸图
图（10）左进后出图（11）右进后出
图（12）左进右出图（13）右进左出
图（14）左进上出图（15）右进上出
图（16）左进下出
图（17）右进下出
设备安装
1．产品使用条件
●适用电网电压380V±10%，适应电网频率50Hz±1Hz，当电网电压或频率超出此范围时需特殊设计；
●室内安装时，设备周围1.5米外应设置栅栏，栅栏需可靠接地，并设置警示牌；室内应设置专用通风风扇，无腐蚀性和易燃易爆气体；
●户外安装、通风良好、无腐蚀性和易燃易爆气体、建议搭建遮阳棚；
●环境温度：-10℃～+40℃；非标设计可适合特殊要求；
●空气最大相对湿度90%（空气温度20℃）；
●海拔高度不超过1000米，若海拔高于1000米时，用户需与本公司沟通，修改设计。

2．设备安装接线示意
图（19）接线示意图
动力电缆接口光纤接口
图（20）HPS-2高频恒流电源电缆、光纤接线三维示意图
图（21）HPS-2高频恒流电源电缆、光纤接线三维示意图
3．电缆、光纤匹配选型及安装要求
● 高频恒流电源采用三相四线制，工程应用时均采用RVV 、BVV 或更高等级
的电缆。

详见下表；
● 过氧联锁由氧表提供开关量信号，工程应用中联线采用RVV 或
RVVP3*2.5mm 2线，布线过程中垂直断不超过3米时，可采用3*1.5mm 2线；
● 门开关联锁直接与隔离开关柜联接，若配有安全联锁箱，与安全联锁箱
串接，工程应用中采用RVV 或RVVP3*2.5mm 2线，若垂直段不超过3米时，可采用3*1.5mm 2线；
● RTU 口与操作界面通过光纤进行通讯，光纤可采用单模铠装光纤（通讯
距离在3Km 以内）或多模铠装光纤（仅在通讯距离1Km 以内使用），本公司产品标配光纤接头为SC/SC 接头，如果有特殊要求请订货时说明；
● 多台高频恒流电源同时运行时，各电源之间的距离在任意方向均不能小光纤接口
动力电缆接口
于0.5米；
●高频恒流电源及高压隔离开关柜必须可靠接地，接地电阻应≤2Ω；
●扩展接口，本产品配有一定数量的AI、DI、DO接口，配以相关的控制箱可实现相关功能。

表（2）电缆匹配表
本公司提供的隔离开关柜为二点式隔离开关柜，建议的接线方式见图22
图（22）隔离开并柜接线示意图
高压输出导线由高频恒流电源输出端连接至隔离开关柜的动点，再由该动点连接至静点（即电场位），再由该静电接至电场；接地时，电源与负载均接地。

5．接地装置
接地装置包括接地体及接地线，接地体是用钢管或角钢埋入地下而成，钢管尺寸应不小于直径40mm；壁厚3.5mm，角钢不小于5×50㎜；接地体的埋设应符合部颁标准，即：深度不小于2.5米；接地体最少6根,每两根相距不小于5米；接地线：铜≥25㎜2，铝≥35㎜2，扁钢≥35㎜2；特殊地质，需特殊考虑。

接地装置，每年至少进行一次检查。

系统运行控制
1．HPS-2高频恒流电源单台运行
单台HPS-2高频恒流电源运行，通过HMI控制。

HMI与HPS-2型电源采用基于光纤以太网的Modbus通讯协议。

图（23） HPS-2高频恒流电源单台运行系统图
2．HPS-2高频恒流电源多台运行
多台HPS-2型电源，由上位机实现集中监控，如下图（24）所示，在这种控制方式下，电源既可实现远程自动控制，又具有现场自动控制功能，并且整个系统具有很强的扩展性。

可以实现：每台电源的单独控制、参数设定、画面显示、实时运行数据显示、并可存储及打印运行参数的趋势曲线及报表、显示故障、报警等。

HPS-2型电源通过光纤以太网与DCS进行通讯，通讯协议采用Modbus_TCP/IP。

上位机控制系统包括百兆光纤交换机，工业控制计算机，工业以太网卡，显示器。

HPS-2电源的光纤以太网口通过光纤与光纤交换机连接，光纤交换机经过双绞线连接工业控制计算机内的工业以太网卡；上位机组态软件使用Wincc,上位机与PLC 柜进行通讯，PLC柜控制除尘器的低压系统。

HPS-2型电源的多台运行图见图（24）
图（24） HPS-2型电源的多台运行图
HPS-2高频恒流电源操作说明
高频恒流电源可以通过显示屏操作界面进入以下操作窗口：操作画面、故障显示、系统参数设定、系统运行数据、工作方式选择、伏安特性曲线、历史曲线、实时曲线等。

通过以上操作窗口可以对高频恒流电源进行人性化的控制，监控实时运行数据，存储及打印运行参数的趋势曲线及报表，还可显示故障、报警等。

图（25）操作窗口
操作窗口：
通过操作窗口可对各个用户窗口进行选择，从而进入各个窗口进行相应的参数设定、修改、操作及运行监控等工作。

操作窗口作用：
1．选择电源的运行方式：电压法、频率法、电流法、自动法；
2．对电源进行启停等操作；
3．显示高频恒流电源的输出电压电流值和输入电压电流值；
4. 可以通过界面切换按钮方便切换到故障显示窗口和工作方式选择窗口及研发工程师设置窗口。

图（26）故障显示窗口
故障显示窗口：
显示故障发生日期时间及类型与原因。

图（27）系统参数设置窗口
系统参数设定窗口：
主要包括对故障掩码，报警掩码，闪络压差和闪络熄弧时长，流注判断电流和电压，流注监控时长等的设置。

故障掩码和报警掩码的位说明见附表（1）。

本窗口数据由本公司技术人员现场设置，设置后无特殊情况不可随意更改。

设置者需要相应的权限，不建议用户自行设置。

图（28）系统运行参数显示窗口
系统运行参数显示窗口：
显示运行过程中相关的系统参数。

图（29）工作方式选择界面
工作方式选择界面：
可根据不同本体工况选择适合的工作方式，并对不同工作方式下相应的参数进行设置。

工作方式选择界面的设置的方法：直接点击需要设置的参数的显示框，自动弹出输入面板，如图（30）所示，输入需要设置的参数值后，按确认即可。

图（30）设置参数的输入框
设置参数的输入框：
设置好所需参数后，按确定键即可。

图（31）实时曲线窗口图
实时曲线窗口：
实时曲线窗口是现场工作人员比较关注的一个窗口。

窗口中上半部分为高频恒流电源输出电压的实时曲线，窗口显示时长默认为60s（用户可根据需要选择时长），输出电压值单位为kV。

下半部分为输出电流的实时曲线，窗口显示时长与电压实时曲线窗口相同，输出电流值的单位为mA。

图（32）历史曲线窗口图
历史曲线窗口：
历史曲线窗口与实时曲线画面窗口基本相同。

窗口中上半部分为高频恒流电源输出电压的历史曲线，窗口显示时长可调，输出电压值单位为kV。

下半部分为输出电流的历史曲线，窗口显示时长可调，输出电流值的单位为mA。

工作人员通过历史曲线窗口，可以选择查看几天内高频恒流电源运行的电压电流情况。

HPS-2高频恒流电源操作规程
为了保证人身及设备安全，建议按此要求拟定操作规程：
● HPS-2高频恒流电源设备在投运前，应确保除尘器本体内机械状况良好，并确保无人员在本体内部工作，无遗留杂物，除尘器的人孔门密封完好，设备连接正确，隔离开关所处位置正确，且连接可靠，所有安全联锁进入工作状态，进入本体顶部的通道应有警示标志；
●确保配电正常，设备接地良好；
●开启HPS-2高频恒流电源设备供电电源；
●打开操作柜供电电源，待人机界面初始化灯亮后即可进行操作；
●电源起动操作步骤为：
1．选取工作方式（电压法、电流法、频率法、自动法）
2．点击软起动按钮（软起动时，软起动按钮高亮显示，软起动完成后自动
进入自检，自检过程中，自检按钮高亮显示，自检完成后，备妥按钮高亮显
示；若自检通不过，可手动自检，仍不通过则需对设备进行检查）
3．在备妥状态下，点击高压/停按钮，按钮高亮显示，表示设备进入高压输
出状态
●电源停机操作步骤为：
1．在设备运行状态下，点击高压/停按钮，按钮灯灭，表示设备已停运，设
备处于备妥状态
2．再点击停机，设备处于初始化状态。

设备断电需要此状态下进行
●设备检修过程中，请确保设备处于断电状态，并挂检修牌。

现场运行调试
1.检查连接：
根据供货方提供的外部连接接线图，连接好供电电源线、接地线、光纤及其它通讯线，结合系统设计，连接所需的输出信号线。

确保连接正确、可靠、稳定，确保所选用的连接线型号正确。

2.设备调试应在设备安装连接完成后，联系专业人员进行设备调试。

3．运行前检查，检查电源及外部连接线是否连接正确，连接无误进行设备自检。

4．过氧检验：将“过氧”的接线端子短路，若电源跳闸或示警则过氧检验正常。

5.门开关保护检验：
室外隔离开关箱的联锁常闭触点（或安全联锁箱的常闭触点），应确保接至高频恒流电源“门开关”联锁接口，否则高频恒流电源不可通电运行。

当高压隔离开关箱门打开时高频恒流电源无法开启或停止运行。

6．运行注意事项：
6.1电源禁止开路运行；
6.2及时清扫所有绝缘器件上的积灰，检查接触器开关、继电器线圈、触头的动作是否可靠。

保持设备的清洁干燥；
6.3对电除尘器壳体、高频恒流电源外壳接地部分，经常进行检查，确保无松动，无严重锈蚀；
6.4定期测量高频恒流电源的接地电阻，确保接地电阻≤2Ω，测量周期每年一次；
6.5定期更换高压发生器呼吸器的干燥剂，更换周期每年一次；
6.6定期进行变压器油耐压试验，其击穿电压不应低于交流有效值40kV/2.5mm，检验周期每年一次；
6.7在北方冬天低温条件下运行时，应检查油面位置。

有油标或油枕的变压器查看油标即可；
6.8大功率高频恒流电源的冷却系统需定期进行检查和维护，包括检查液位及补液，水冷液为汽车用防冻液（学名乙二醇水溶液），维护周期每年一次。

常见故障及其排除方法
故障排除时请将设备与本体断开，确保隔离开关箱手轮打在接地端。

某些故障
需要断开高频恒流电源供电电源。

常见故障及排除方法见下表：
包装及运输
本产品采用国内标准包装，如有特殊要求须在合同中注明；
产品在运输过程中，不应有剧烈振动、撞击和倒置；
包装箱外部有下列标志：
产品名称、型号及出厂编号；产品净重及包装箱的毛重；收货单位名称和地址；位置标志和起吊位置标志；包装箱的外型尺寸等等。

产品成套范围和定货须知
成套范围
1．高频恒流电源 1台
2．阻尼电阻 1只
3．产品电路图 1份
4．产品合格证 1份
5．产品使用说明书 1份
选配范围
1．配套隔离开关柜；
2．高频恒流电源控制柜:高频恒流电源操作界面触摸屏；
3．集中控制上位机：WINCC组态软件；
4．光口、电口交换机；
5．铠装光纤；
6．手持式现场操作单元。

订货需知
1．请注明型号规格，表（1）中所列的规格为本公司目前标准产品规格，如对容量有特殊需求，请与本公司技术部门沟通，以协助选型和匹配。

2．本产品为负高压直流输出，如有特殊要求，须在合同中注明。

3．订货时请说明应用工艺点。

4．高压发生器中的变压器油为沪石I-10号，高寒地区或有其它特殊状况须在合同中注明。

5．本公司免费为用户培训操作人员。

6．本产品保修一年，终身维修。

提示：
高频恒流电源隔离开关柜，分为左出、右出、后出和下出四种出线方式，左、右、后出的出线高度和法兰不变、下出没有底盖，此处不一一给图。

由于电源是下出线方式，因此安装上不受空间限制，安装空间受限时，选型时需注意。

注意：
本产品使用说明书中内容若有更改，恕不另行通知。

本产品使用说明书的版权和解释权为上海激光电源设备有限责任公司所有。

未得到本公司明确的书面许可，不得为任何目的、以任何形式或手段（电子的或机械的）复制或传播本产品使用说明书中的任何部分。

附表（1）
附表（2）。