摘要: 节能减排保护环境和生态平衡是各行各业的重要任务，也是衡量各个企业制造出来的产品性能价格比的重要指标。目前燃煤电厂传统的电除尘电源及其控制系统已不能满足现代化电厂低能耗、低排放的要求。贵溪发电有限责任公司（厂）电气专业组织有关技术人员对该情况进行讨论研究，决定保持现有电除尘器本体等基础，对贵溪发电有限责任公司（厂）#5炉双列四室一电场高压电源进行改造换型，提高电除尘电源效率、提高除尘效率，减少排放量，增加节电量。笔者时任贵溪电厂二期维护部电气技术员，全程主持了此次高频电源改造项目，现将高频电源的原理、功能及改造后的效果编辑整理，以飨读者。关 键 词: 电除尘器 高频电源 燃煤电厂 除尘效率一、前言 电除尘用高频高压整流设备（简称高频电源）可配套各类除尘设备广泛应用于电力、冶金、建材、轻工、化工等众多行业的烟气粉尘治理，是一种高效除尘、保护环境的重要设备。高频电源是新一代的绿电源产品，是我国电除尘器供电技术的一项革命性的突破。该产品与传统的可控硅控制工频电源相比性能优异明显，具有输出纹波小、平均电压电流高、体积小、重量轻、成套设备集成一体化、转换效率与功率因数高、采用三相电源对电网影响城乡养老保险并轨
小等多项显著优点，它的研制成功实现了电除尘器配套电源技术水平质的飞跃，对我国环保设备配套电源产品的产业结构调整和优化升级有积极的影响。
二、高频电源应用特点
1. 体积小、重量轻，仅为常规电源的几分之一，安装方便，不占空间。
2. 效率与功率因数高，高频电源效率>0.9，功率因数>0.9。
3. 采用三相电源对电网影响小，无缺相损耗，无电网污染。
黄金分割率4. 纯直流供电时，输出电流大，可达工频电源的2倍，输出电压高，可达工频电源的1.3倍（图一），间歇供电时，可有效抑制反电晕现象，实现保效节能，特别适用于高比电阻粉尘工况。
yz685. 采用串并联混合谐振逆变器有恒流特性，可以有效抑制电场火花的电流冲击，可以更迅速地熄灭火花并且快速恢复电场能量。（见图二）
6. 反电晕自动检测与控制功能。根据反电晕指数及时减功率输出来减轻反电晕，反电晕严重时，设备自动进入间歇供电，寻求最佳的脉冲宽度和脉冲频率。（见图三）
7. 高低压一体化控制，具备振打控制、断电振打及减功率振打功能。
8. 具有短路、开路、过流、超温保护等，可在工况恶劣的现场环境使用，其多种保护功能一点也不逊于常规电源，并且由于几乎不存在偏励磁现象而无须偏励磁保护。
测井技术9. 高频电源设备与上位机构成智能控制系统，具有远程软启动、软停机功能，实现远程监控管理。
10.特殊设计的火花检测技术，对高频条件下的火花检测十分有效，对微弱火花也捕捉无遗。
11.高频电源安装在除尘器顶部，满足户外应用要求，电缆用量显著减少，同时，不占用控制室空间，可节省土建成本。
12.高频电源比SCR电源节能20%以上，设备运行数年节省电费相当于收回全部投资。
学生教育13.高频电源有效提高了ESP的收尘效率，减少粉尘排放量在30%以上，用于改造常规电源 ，花费的成本比本体改造低，改造工期短， 效果又好。
14.采用大屏幕LCD汉显控制终端作为人机接口，240×128点阵带背光，图形菜单操作，人机交流友好。
三、高频电源工作原理
高频电源原理上主要由三大块组成，即变换器、高频变压器、控制器，如图四所示。三相交流输入整流为直流电源，经逆变为高频交流，最后整流输出直流高压。变换器实现直流到高频交流的转换，高频变压器/高频整流器实现升压整流输出，为ESP提供供电电源。
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四、高频电源主要性能
1. 基于高频开关技术的高频电源是一个与线路频率无关的可变脉动电源，给除尘器提供一个接近纯直流到脉动幅度很大的各种电压波形，针对各种特定的工况，可以提供最合适的电压波形，从而提高除尘效率。与工频50/60Hz高压电源相比，高频电源纯直流供电时的输出电压纹波通常小于5%，远小于工频电源35%-45%的纹波百分比，其闪络电压高，运行平均电压可达工频电源的1.3倍，运行电流可达工频电源的2倍，在同样的电场里，能够输入更多的功率，从而能够有效的提高收尘效率。高频电源间歇供电时，具有更宽的脉冲宽度和脉冲频率选择自由度、更陡峭的电压上升率，可有效抑制反电晕现象，实现保效节能，特别适用于高比电阻粉尘工况。（图五）
2. 采用串并联混合谐振拓扑结构的逆变器，功率器件关断损耗为零，不仅降低器件的关断应力，提高效率，也减少电磁干扰。同时，设计良好的串联谐振逆变器有恒流特性，在输出短路时有极好的限流能力，可以提高系统的可靠性，特别适合电除尘器火花冲击、短路频繁的现场工况条件。而局域并联谐振电路有利于轻载运行稳定性，有利于间歇供电方式下供电周期电流波形的稳定性，有利于改善二次电流波形，有利于提高设备功率因数 从而提高设备效率。该变换器是以全桥串联谐振为主，兼有局域并联谐振的混合型拓扑结构，可以有效抑制电场火花的电流冲击，可以更迅速地熄灭火花并且快速恢复电场能量，能满足电除尘器持续火花放电和短路冲击的要求，适应负载的大范围变化，提高除尘效率。
3. 高频电源采用以80C196KC单片机为核心的微机控制器。火花检测与控制采用全新硬件火花检测，对各种火花检测特别可靠，对微弱火花也捕捉无遗。闪络电流无冲击波，电场电压恢复极快，损失极小。具有纯直流供电与间歇供电，纯直流供电采用调频方式调压，间歇供电Pon及Poff均可调，针对各种特定的工况，可以提供各种合适的电压波形，特别适用于前电场及高比电阻粉尘，能有效抑制反电晕现象的发生。针对电除尘器负载变化
的特殊性，控制性能灵敏，电压恢复快，保护功能完善。
五、高频电源技改后应用效果分析
1. 纯直流供电较适用于中、低比电阻粉尘，在这种方式下，除尘器供电电压波动非常小，即输出电压的算术平均值与峰值、谷值相差无几。常规电源由于其输出电压峰值、谷值相差较大，在平均电压较低时，其峰值电压已导致火花放电，设备工作电流较小。应用高频电源能大幅提高工作电流，增大设备输出功率。特别是高频电源应用于第一电场时，除尘作用显著提高，减轻了进入后电场的粉尘负担，并使整个除尘器除尘效果增强。
2. 间歇供电比较适用于高比电阻粉尘，其目的是减轻反电晕的发生，从而提高收尘效率。毫无疑问，应用间歇供电可大量节能。
3.在电源改造选型上，高频电源的额定电压应为工频电源工作在临近火花放电状态下的峰值电压或更高一些，高频电源的额定电流可以考虑为工频电源实际运行最大电流的两倍值以上。特别是火花电压低、运行电流小的工频电源用高频电源改造将取得非常好的效果。
4.目前，#5炉电除尘是把高频电源安装于第一电场，由于“空间电荷效应”的原因，第一电场电流通常很小，之后的电场用常规工频电源。这种电源组合已在运行实践中得到论
证，成为一种有效的电源方案。
参考文献:
[1]}智能化高频开关电源设计[J].电力电子技术.1996.30(3)
[2]电子变压器手册.辽宁科学技术出版社.1998.8
[3]LPC9000系列Flash单片机应用技术,北京航空航天大学出版社.2004.1
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