СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРА ПО ПРОБОЯМ
METHOD OF AUTOMATIC CONTROL OVER ELECTRIC FILTER BY DISCHARGES

Изобретение относится к области электрической очистки газов от пылей и туманов в различных отраслях промышленности и сельском хозяйстве и может быть использовано в системах автоматического регулирования высоковольтных преобразовательных агрегатов питания электрофильтров. Известны способы автоматического регулирования по максимуму среднего значения рабочего напряжения на электрофильтре, при котором угол регулирования тиристорного ключа увеличивается до достижения естественного максимума среднего значения рабочего напряжения, ограниченного либо номинальными параметрами преобразовательного агрегата, либо вольтамперной характеристикой электрофильтра (наличие "обратной короны", искровые и дуговые пробои осадительного пространства и т.п.). Известны также способы, по технической сущности близкие предлагаемому изобретению - способы автоматического регулирования напряжения электрофильтра путем изменения угла регулирования тиристорного ключа в зависимости от величины рабочего напряжения на электрофильтре, при которых с целью предотвращения затяжных пробоев, предусматривают гашение электрических пробоев - снятие напряжения с электрофильтра после каждого пробоя путем запирания тиристорного ключа (см. авт. свид. СССР №355606, опубл. 30.09.72 и №1798004, опубл. 28.04.93).
Наиболее близким по технической сущности предлагаемому изобретению является способ автоматического регулирования напряжения электрофильтра путем изменения угла регулирования тиристорного (симисторного) ключа в цепи источника питания электрофильтра, при/котором измеряют величину среднего значения тока через электрофильтр перед пробоем междуэлектродного пространства и устанавливают длительность паузы гашения в электрофильтре в зависимости от этой величины. Если его значение превышает некоторую критическую величину, предполагают, что искровой пробой в электрофильтре может перейти в дуговой. В этом случае длительность паузы гашения устанавливают в зависимости от абсолютной величины среднего значения тока - большему значению тока соответствует большая длительность паузы гашения. Меньшему значению тока - меньшая длительность паузы гашения. Если этот ток меньше критической величины, длительность паузы гашения устанавливают равной нулю (см. патент РФ №2147469, опубликованный 20.04.2000 г.).
Существенным недостатком этих способов является то, что при питании электрофильтров импульсным током, что осуществляется в подавляющем большинстве случаев при питании от однофазных преобразовательных агрегатов с одно- и двухполупериодными схемами выпрямления, а также при питании от специальных импульсных источников, время гашения электрических пробоев (снятие напряжения с электрофильтра) устанавливается по формальным признакам независимо от того, имеет место дуговой или искровой пробой. В первом случае при каждом пробое осуществляется гашение. Во втором - если значение тока превышает некоторую критическую величину. Однако абсолютное значение критического тока величина не постоянная и зависит от целого ряда факторов: как от габаритов электрофильтра и мощности преобразовательного агрегата, так и от режима работы и технологических параметров очищаемых газов. Фактически, в процессе работы, достоверно предсказать его значение весьма затруднительно.
Это приводит к неоправданному снижению величины среднего значения напряжения на электрофильтре и, как следствие, ухудшению степени очистки газов.
Целью настоящего изобретения является увеличение степени очистки газов за счет увеличения среднего напряжения на электрофильтре в режиме искровых и дуговых пробоев.
Указанная цель достигается тем, что в известном способе автоматического регулирования напряжения, заключающемся в изменении угла регулирования тиристорного ключа высоковольтного преобразовательного агрегата питания электрофильтра для поддержания среднего значения напряжения на электрофильтре на максимально возможном уровне, система автоматически определяет характер пробоя. Разряд дуговой или искровой.
Отличие заявляемого способа регулирования состоит в том, что в течение интервала времени «Т», от момента возникновения пробоя до окончания тока электрофильтра текущего полупериода, измеряют значение тока и напряжения электрофильтра, и если значение тока больше нуля, а напряжение равно нулю, имеет место дуговой разряд. Устанавливают длительность паузы гашения посредством закрытия в следующем полупериоде силовых тиристоров агрегата на время - Тгаш, величина которого зависит от абсолютного значения среднего тока электрофильтра непосредственно перед пробоем. Большему значению тока соответствует большая длительность паузы гашения. Меньшему значению - меньшая длительность паузы.
Другим отличием предлагаемого способа является то, что, если в течение интервала «Т», значения тока и напряжения больше нуля, - искровой пробой. Устанавливают длительность паузы гашения - Тгаш, равной нулю.
Третьим отличием предлагаемого способа является то, что при пробоях в междутоковую паузу, когда ток электрофильтра и напряжение на электрофильтре равны нулю, - искровой пробой. Устанавливают длительность паузы гашения - Тгаш равной нулю.
Это позволяет увеличить величину среднего напряжения электрофильтра при работе в режиме перемежающихся искровых и дуговых пробоев на 5-10% и уменьшить выброс пыли в атмосферу на 10-20%.
Указанные отличия предлагаемого способа регулирования по сравнению с прототипом являются существенными. Это позволяет сделать вывод о его соответствии критерию "изобретательский уровень".
На рисунке 1 представлен возможный вариант блок-схемы устройства для осуществления заявляемого способа.
Блок-схема содержит тиристорный ключ 1, токоограничивающий дроссель 2, высоковольтный преобразовательный агрегат 3, электрофильтр 4, датчик 5 напряжения электрофильтра, датчик 6 тока электрофильтра, формирователь 7 длительности паузы гашения - Тгаш, пропорциональной среднему значению тока электрофильтра, селектор 8 пробоев в электрофильтре, интегратор 9 зарядного тока, фазосдвигающее устройство 10, ключ 11, формирователь 12 импульсов управления тиристорным ключом 1, формирователь 13 интервала времени «Т», от момента возникновения пробоя до окончания тока текущего полупериода, анализатор 14 характера пробоя «дуговой-искровой», таймер 15.
Работает схема следующим образом:
При подаче на преобразовательный агрегат и регулятор напряжения питающей сети и осуществлении операции «Пуск», на тиристорном ключе 1 появляются импульсы управления с формирователя 12, фазовое положение которых задается фазосдвигающим устройством 10. Начальный угол регулирования имеет минимальное значение. Тиристорный ключ открывается. На электрофильтре 4 появляется напряжение.
По мере увеличения напряжения на интеграторе 9, угол регулирования увеличивается, следовательно, увеличивается величина напряжения на электрофильтре.
Процесс разгона системы агрегат-электрофильтр происходит со скоростью, определяемой постоянной времени интегратора 9, и продолжается до тех пор, пока не возникнет одна из следующих ситуаций:
1. Угол регулирования - достигнет своего максимального значения. Напряжение на электрофильтре при этом станет наибольшим.
Процесс разгона остановится.
2. Значение тока электрофильтра достигнет номинальной величины тока преобразовательного агрегата.
3. В электрофильтре, при некотором уровне напряжения, возникнут пробои осадительного пространства.
При возникновении пробоев в осадительном пространстве фильтра на выходе селектора 8 появляются импульсы напряжения. Они подаются на входы формирователя 7, интегратора 9 и вход 16 формирователя 13 интервала времени «Т». На вход 17 формирователя 13 подается текущее значение сигнала с датчика тока 6, сигнал с выхода которого подается на вход 18 анализатора 14 характера пробоя «дуговой-искровой». Одновременно, на входы 19, 20, 21 анализатора 14 характера пробоя подаются текущие значения сигналов с выходов датчиков напряжения 5, тока 6 и таймера 15.
В течение интервала времени - «Т», от момента возникновения пробоя до окончания тока электрофильтра текущего полупериода, измеряют значения тока и напряжения электрофильтра. Время измерения задается таймером 15. Если значение тока больше нуля, а напряжение равно нулю, имеет место дуговой пробой. На выходе анализатора 14 появляется сигнал разрешения гашения дугового разряда. Воздействуя на входы 22 и 23 ключа 11, прерывается подача импульсов управления на вход формирователя 12 и, следовательно, на тиристорный ключ 1 в силовой цепи преобразовательного агрегата 3 и электрофильтра 4 на время Тгаш, определяемое значением сигнала на входе 23 ключа 11 с выхода формирователя 7.
Таким образом, устанавливается пауза гашения посредством отключения в следующем полупериоде силовых тиристоров агрегата на время - Тгаш.
Если в течение интервала - «Т» значения тока и напряжения больше нуля, - это искровой пробой. На выходе анализатора 14 сигнал отсутствует. Пауза гашения - Тгаш, равна нулю.
При пробоях в междутоковую паузу, ток электрофильтра и напряжение на электрофильтре равны нулю - искровой пробой. На выходе анализатора 14 сигнал также отсутствует. Длительность паузы гашения также равна нулю.
В качестве иллюстрации на рисунке 2 приведены осциллограммы, полученные при реализации способа на модели - «система регулирования - преобразовательный агрегат - электрофильтр».
Осциллограммы №№16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23 соответствуют сигналам на одноименных входах блоков схемы, приведенной на рисунке 2.