电除尘高频高压电源三种控制模式的比对

电除尘高压电源的特性及比较1 几种电源主要性能比较见表 1。

a）节能分析电除尘高压电源的节能有两个方面，一方面是电源本身的效率，即电源的电能利用率，另一方面是运行过程的电场实际耗电量。

高压电源电能利用率从高到低是高频电源>中频电源>三相 SCR 电源>单相 SCR 电源；而电场实际耗电量与电除尘工况、电源供电方式、控制模式等有关，不同厂家的产品可能会有不同效果。

b）除尘效率分析从电除尘效率角度，考虑高压电源的选择主要取决于工况。

如果电场的实际运行火花电压低，电场的电流小，应尽量选用二次电压纹波系数小的电源，即可选择三相 SCR 电源、中频电源、高频电源等，与单相 SCR 电源相比，该三种电源能大大提高电场的输入电能，提高运行参数，有利于提高电除尘的效率；如果单相 SCR 电源运行时，电场的运行电流大电压高，接近额定值，并且火花少，则可选择较大功率的三相电源进一步提高电源的注入功率来提高除尘效率。

3 高频高压电源与常规单相 SCR 电源输出电压波形比较见图 1：图 1 电场二次电压波形对从图 1 中可以看出，在相同峰值电压时，高频高压电源的平均电压比常规电源（单相SCR 电源）要高很多。

三相 SCR 电源、中频电源在该特性上与高频电源类似；该特性也是这三种电源与常规电源的最显著区别点。

4 中频电源与三相 SCR 电源相比，主要不同点有：a）三相 SCR 电源与中频电源的输出纹波系数都比单相 SCR 电源小，有相近的平均电压输出值；b）火花关断中频电源比三相 SCR 电源快，冲击小，间隙供电脉冲宽度中频电源比三相SCR 电源窄；c）供电方式中频电源与三相 SCR 电源采用不同的控制原理；d）整流变压器噪声中频电源相对较大。

5 高频高压电源与中频电源相比，主要不同点有：a）高频高压电源为一体化结构，而中频电源为分体式结构；b）高频电源大功率较难实现，而中频电源大功率不存在问题； c）高频高压电源价格比中频电源高。

电除尘高频高压电源三种控制模式的比对三种控制模式：调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式1 前言近几年，随着高频高压电源在电除尘行业的应用，其功率已由原来的600—800mA/80KV发展到现在的mA/80KV，满足了电除尘器大部分的要求，因此其应用范围和数量迅速扩大，对其应用研究也更加深入。

由于电除尘高频高压电源是一种基于高频开关技术的新型电源，与可控硅电源有着本质的不同。

其体积小、节能、高效率等特性及对电除尘收尘突出的优点已被业内肯定，但由于其工作原理及控制方式也有别于其它常规电源，有必要对其控制特点作特别的分析和研究，有利于高频电源的研究和推广，满足市场的需求。

2 电除尘高频高压电源技术方案根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源来看，电除尘高频高压电源方案虽各有特色，但总结电路上基本上相类似，主要由工频整流滤波，谐振逆变电路，高频升压整流输出以及对电源的控制部分构成。

采用的开关器件有单IGBT、IGBT模块、IPM模块；控制普遍采用DSP数字信号处理器或单片机。

其不同在于触发控制模式上。

高频高压电源主回路工作原理及特点：A、工频整流、滤波。

三相380V交流经三相整流得到直流电压，经LC滤波输出530V的直流母线电压。

B、开关逆变：直流电压经由PM模块或IGBT模块组成的全桥逆变电路。

由于是大功率逆变，为减少开关损耗，降低开关模块的温升和电流电压应力，主回路均采用串联谐振拓补电路，即采用谐振电容Cs，谐振电感Ls及利用高频变压器漏感组成高频谐振式逆变电路。

当L&C参数选择合适，配合合适的开关频率和控制模式，能使开关模块工作在零电流开通和零电压关断模式，即软开关状态；大大降低了开关损耗，并且能有效减少进入高频变压器的高次谐波，也减少变压器及硅堆的损耗。

C、高频升压、整流。

逆变波形经高频变压器升压，再经高频整流桥整流，在ESP负载上得到基本上纯直流电压波形。

3电除尘高频高压电源控制方案我们根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源分析来看，对高频触发脉冲控制主要可分为：调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式三种。

电除尘高频高压电源三种控制模式的比对魏文深厦门市天源兴环保科技有限公司厦门同安工业集中区湖里园11号厂房 361100摘要本文介绍了电除尘高频高压电源三种不同的调压控制机理，即调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式三种。

从电除尘运行的角度分析了三种控制模式的特性和优势，提出几种控制模式的组合应是电除尘高频高压电源发展的方向。

关键词电除尘高频高压电源；调频控制模式；调幅控制模式；脉冲控制模式；开关频率；母线电压；间隙脉冲；闪络控制；节能模式1 前言近几年，随着高频高压电源在电除尘行业的应用，其功率已由原来的600—800mA/80KV发展到现在的1000---1600mA/80KV，满足了电除尘器大部分的要求，因此其应用范围和数量迅速扩大，对其应用研究也更加深入。

由于电除尘高频高压电源是一种基于高频开关技术的新型电源，与可控硅电源有着本质的不同。

其体积小、节能、高效率等特性及对电除尘收尘突出的优点已被业内肯定，但由于其工作原理及控制方式也有别于其它常规电源，有必要对其控制特点作特别的分析和研究，有利于高频电源的研究和推广，满足市场的需求。

2 电除尘高频高压电源技术方案根据国内外有关资料以及目前市场上运用的高频电源来看，电除尘高频高压电源方案虽各有特色，但总结电路上基本上相类似，主要由工频整流滤波，谐振逆变电路，高频升压整流输出以及对电源的控制部分构成。

采用的开关器件有单IGBT、IGBT模块、IPM 模块；控制普遍采用DSP数字信号处理器或单片机。

其不同在于触发控制模式上。

高频高压电源主回路工作原理及特点：A、工频整流、滤波。

三相380V交流经三相整流得到直流电压，经LC滤波输出530V的直流母线电压。

B、开关逆变：直流电压经由IPM模块或IGBT模块组成的全桥逆变电路。

由于是大功率逆变，为减少开关损耗，降低开关模块的温升和电流电压应力，主回路均采用串联谐振拓补电路，即采用谐振电容Cs，谐振电感Ls及利用高频变压器漏感组成高频谐振式逆变电路。

关于电除尘器电源系统节能的分析摘要：电除尘器具有除尘效率高、处理烟气量大、运行维护费用低等优点，在我国电力行业中，使用电除尘器的火电装机容量已经占总火电装机容量的90%以上，应用十分广泛。

电除尘器使用的常规高压供电装置，一般都是由控制系统、变压器和整流器装置组成，采用工频(50Hz/60Hz)交流电源。

本文针对常规工频可控硅电源系统存在的一些缺点，结合国内外先进技术，提出工频脉冲、高频开关电源和高频+工频组合三种节能供电方案，并详细阐述各方案的原理、特点及实际应用情况。

关键词：电除尘器；电源系统；节能1电除尘电源应用现状随着环保要求的提高，燃煤电厂电除尘器正面临着新的挑战和机遇。

首先，自2012年1月1日起，GB13223-2011《火电厂大气污染物排放标准》正式实施，新的国家标准对新建火电机组和已建成运行的不同年代的老机组烟尘排放浓度均有了更加严格的规定。

其次，许多火电厂烟气脱硫工艺对烟气中的粉尘浓度有严格要求，电除尘器需要进行提效改造。

第三，电除尘器是重要的环保设备，同时也是火电厂的高能耗设备，电除尘器一般情况下的耗电量约占机组容量的4‰。

电除尘系统的提效节能既可以加强电厂节能环保建设，同时也降低了运行费用。

因此，在提高除尘效率、降低烟尘排放浓度的同时，大幅度降低电除尘器的能耗，是亟待解决的重要课题。

2电除尘器电源系统类型目前，我国火力发电厂使用的电除尘高压电源系统主要有单相工频高压电源和三相高频电源2种类型。

表1是近两年新上电厂电除尘器典型用电负荷，由表中可见，电除尘器的耗电主要由高压硅整流设备和电加热系统两部分组成，其中电除尘器的高压系统耗电约占80％左右，电加热系统采用恒温控制，因此电除尘器的节能控制主要是降低高压硅整流设备的耗电。

3电除尘器电源系统节能方案3.1工频脉冲节能供电方案（方案一）脉冲供电方式主要由基础电压调节电路、脉冲产生电路、保护电路、脉冲幅值调节电路等组成。

3.1.1供电方案技术性比较与传统工频电源工作模式相比，电除尘脉冲供电具有如下优点：（1）提高除尘效率。

电除尘器高压电源-各类高压电源的性能对比电除尘器高压电源各类高压电源的性能对比概述在饱受雾霾之苦的今天。

随着我国对环境保护的日益重视，燃煤电厂的污染排放受到人们的关注，国家和地方环保部门对燃煤电厂污染物的排放和总量有了较严格的控制，并且排放标准逐年升高。

这就迫使企业对现有的电除尘器设备进行不断的升级和改造。

在电除尘器改造的过程中，供电系统的选择直接影响着除尘器的性能。

本文通过对电除尘器各类高压电源工作原理的比对来分析什么样的电源更有利于提高除尘器的除尘效率。

一、电除尘器电源发展的三个阶段：第一阶段：工频电源1、恒流源：单相交流380V俞入，变压器分档调幅调压，高压硅堆整流输出。

输出频率100Hz,二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC电压波形。

2、单相可控硅电源：单相交流380V输入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。

输出频率100Hz,二次电压输出波形：纹波较大的直流（DC电压波形。

3、三相可控硅电源：三相交流380V俞入，可控硅调相调压，高压整流变压器输出。

输出频率300Hz,二次电压输出波形：纹波较小的直流（DC电压波形。

第二阶段：高频电源1、按输出频率可分为：10 kHz、20 kHz、50 kHz。

2、按调压方式可分为：调频咼频电源、调幅咼频电源。

三相交流380V输入，可控硅/二极管调相调压，IGBT全桥逆变经高压整流变压器输出。

输出频率10 kHz、20 kHz、50kHz。

二次电压输出波形：基本上纯直流的（DC电压波形第三阶段：工频基波脉冲电源工频基波脉冲电源：由两组独立电源组成即基波电源和脉冲电源。

基波频率300Hz,脉冲频率100pps，脉冲宽度75卩s;第四阶段：高频基波脉冲电源：由多组独立高频电源叠加组成。

基波频率10〜50 kHz,双脉冲频率1〜10000pps，脉冲宽度8卩s；脉冲电源输入电压：三相交流380V。

二次电压输出波形：直流（DQ电压波形叠加脉冲（PULSE电压波形。

高频与工频电除尘的对比分析和应用本文简述了高频与工频电除尘的工作原理，对各自存在的优缺点进行了详细的论述和分析，并重点从工作环境、节能、设备维护方面进行了细致的说明，在应用方面，从使用单位的角度出发，提出了相应见解。

1、引言控制排放，保护环境，是作为火力发电厂的一项重要考核指标，老式的离心水膜除尘因其效率低而被淘汰，取而代之的是新型的，除尘效率更高的电除尘，电除尘的工作原理是这样的，首先，通过高压控制柜把单相的380V交流电变成可调节的0~380V交流电送给整流变，整流变是个特殊的升压变压器，它除具有一般的变压器功能外，在它的内部高压侧还装有一个整流用的硅堆，能直接将整流变高压侧的交流电整流成直流电，这样，整流变的输入是0~380V，而它的输出侧是直流0~72KV，再通过高压隔离刀闸送入电除尘器内部电场的正、负极板，利用极板间电晕放电使粉尘荷电的原理，把烟气中的粉尘吸附到极板上，再通过振打装置把吸附到极板上的粉尘除去，这就是普通电除尘的工作原理，因为频率是不变的，所以，这种电除尘也叫工频电除尘。

高频除尘是在工频电除尘的基础上发展起来的新型除尘方式，工作原理与工频电除尘大致相同，不同的是高频电除尘采用的是三相380V交流电源，在控制柜内通过整流变成直流电，再把直流逆变成高频交流电，再通过整流变升压、整流，经过高压隔离刀闸进入电场除尘，可以看出，高频电除尘的供电系统要比工频电除尘复杂的多。

另外，受到逆变出来的高频交流不能长距离输送的约束，高频控制柜必须和整流变一起安装在电除尘的顶部，这就导致高频电除尘控制柜工作环境恶劣，维护复杂，但因高频电除尘比普通工频电除尘的除尘效率高且节能，在环保要求越来越严格的今天，依然得到广泛的应用。

2、工频电除尘的优点2.1供电简单，便于维护工频电除尘仅仅是通过调压可控硅来控制整流变的输入电压，进而达到调整整流变输出电压的目的，因此它的控制柜内部结构简单，工作可靠，维护量小，造价低，并且维护费用也低。

高频电源、三相电源、工频电源对比1、工频可控硅调压电源（常规电源），已应用了几十年，属成熟产品，闪络（火花）控制特性已很成熟，应用间歇供电方式克服高比电阻粉尘引起的反电晕的节能提效技术也已很完善，是目前国际国内应用最广泛的电除尘用高压电源，技术先进的常规电源可以满足目前绝大部分电除尘器控制要求，很多用常规电源的除尘器的排放小于50mg/Nm3。

常规电源输入到电除尘器电场的电压纹波较大（通常为20%~30% ）所以其平均值和峰值有20%~30%的差别，对中比电阻粉尘需要提供较大电流的前级电场略有不足，此外，常规电源的功率因数和效率相对较低。

2、三相电源的实质就是常规电源，但具有难以克服的缺点，实际使用效果还不如常规电源。

三相电源功率因数和效率相对较高，输入到电除尘器电场的电压纹波较小（5%左右）所以其平均值和峰值有5%的差别，平均值较高。

理论上可以提高输入到电除尘器电场的平均电压。

但是，①由于电除尘器电场总是希望提高运行电压，因此闪络（火花）难以避免，而由于三相电源电路特点所致（A、B、C相没有同时过零），闪络（火花）时冲击非常大（冲击电流通常为正常峰值的5倍以上），控制特性很差，为避免设备收到损坏，常常运行参数设置得较低，因此，本可以提高平均电压的想法无法实现。

②更重要的是，由于煤炭供应市场的不确定性，煤种往往是变化的，在燃用低硫煤、高比阻粉尘条件下，由于存在反电晕现象，过分增加电除尘器高压供电功率，反而会加重反电晕、引起除尘效率降低。

此时，采用间歇脉冲供电技术可以克服高比电阻粉尘引起的反电晕，采用间隙脉冲供电技术不但可以提高除尘效率而且可以大量节约电能。

而三相电源不具备间歇脉冲供电技术，不能适应工况变化，使除尘效率降低。

3、高频电源不但具有闪络（火花）控制特性好、功率因数和效率高、输入到电除尘器电场的电压纹波较小（≤3% ），平均值和峰值基本相同等优点，而且具有脉冲供电功能（脉冲宽带比常规电源更窄，更有利于高比电阻粉尘的收集），因此能适应工况变化。