三相电源与单相电源之比较.docVIP

电除尘器用三相高压电源 与 单相高压电源原理及性能特点 一、前言 工业电除尘技术自七十年代开始发展以来，作为一种技术成熟、制作相对简单、维护费用低的工业烟气净化设备，长期以来在大气污染治理行业得到最普遍、最广泛的推广和应用。作为电除尘的控制核心-高压供电装置，其设备的供电能力和原理特性在很大程度上决定了除尘器的效率和能耗指标。 单相电源作为一种性价比很高的电除尘高压装置，被广泛使用，现占市场的绝大份额。但其因原理上的缺陷已越来越满足不了当今50mg/Nm3环保排放标准要求和节能降耗产业政策的要求。 近年来，三相工频高压电源的推广应用，为提高电除尘器除尘效率、降低电除尘器能耗标准，提供了新的可能和新的选择。本文从电除尘器单相高压电源引题，较客观地介绍单相高压电源、三相高压电源技术特点，从而阐述以高效节能型三相电源替代传统单相电源的必要性。 二、常规单相可控硅整流电源 基本原理及缺陷 如图，基本原理：单相380VAC/50HZ-1￠工频交流信号，经过可控硅移相调压、变压器升压和整流后的波形为100HZ脉动信号，。这个技术已经是相当成熟的，90年代得到普遍推广。但随着排放标准的提高和节能降耗产业政策的要求，常规单相电源自身原理性的技术缺陷也突现出来。 图一 1）波形脉动大，输出平均电压低，除尘效率低 单相电源的输出电压加到ESP所产生的峰值电压比平均电压高出25%-35%，造成火花放电提前。而且线性度差，当系统阻抗不匹配和在高浓度粉尘的工况下极易产生火花击穿，容易出现高电压低电流或低电压大电流的不正常状态，输入电场的功率降低，整体的除尘效率难以进一步提高。 2）功率因数低，电能转换效率低 单相供电，初级输入电流大，电网功率因数低，功率因数≦0.7，电能转换效率理论计算只有70%，实际为65%左右。超过30%的电能无法做有用功，不利于节能降耗。也不利于设计制造超大功率整流电源，难以满足大型发电机组、干法旋窑水泥生产线、钢铁大型烧结机生产线中电除尘器的要求。 3）不平衡供电 单相电源输入为380VAC/50HZ，其中两相工作，另一相处于空载。在非三电场的电除尘器应用中，相序无法匹配，存在着严重的缺相损耗。电除尘器选用的电源规格越大，不平衡问题就越严重，无法保障供电电网的功率因数指标和电网安全运行。列如：对于一台1000MA/72KV的设备就有271A的电流无法平衡。在四电场或五电场实际应用中，至少其中一个电场的单相高压电源，无法进行相序组合。 三、三相高压硅整流电源 三相高压硅整流电源：用三相制，在三相电压对称的条件下，采用三相380V交流输入，通过三路六只可控硅反并联调压，经三相变压器升压，三相桥式整流，并联成一路直流高压信号加到电除尘器。输入具有科学合理的电能应用模式，高的电能转换效率，优越的性价比。 三相电源各相电压、电流、磁通的大小相等，相位上依次相差120度。如图所示为三相高压电源控制原理图。 1、三相高压硅整流电源优点 1）功率因数高，电能转换效率高，节能效果好 三相高压电源的原理设计决定了其具备更高功率因素和更高的电源转换效率，因为采用完全的三相调压，三相升压，三相整流，功率因数≧0.95，电源转换效率≥87%。电网损耗最小，具有大幅度节能（30%～50%）的优势。它能有效克服当前单相电除尘高压电源功率因数低≦0.7、单相电源电能转换效率理论计算只有70%，实际为65%左右的缺点。在输出直流功率相同的情况下，三相电源输入的有功功率和无功功率都比单相电源小。对于相同输出容量的变压器而言，三相电源能够大大节约电能， 以输入电压为AC380V，输出电流1.0A，输出电压72KV为例 对于单项电源：输入电流： Iin＝1.0×72000/0.65/380≈290A 输入的功率为 Pin＝380×290＝110.2KVA 对于三相电源：输入电流：Iin＝1.0×72000/0.85/380/≈130A 输入的功率为：Pin＝380×130 ×≈85KVA 节约的能源比为：110.2KVA—85KVA＝25.2KVA 25.2KVA/110.2KVA＝23% 2）有效提高输出电压和电晕功率，能显著提高除尘效率 在相同的场强下，三相电源相对于传统的单相高压电源，能有效提高二次平均电压（15%-25%）和有效二次电流，向电场输送更高的有效电晕功率。 单相高压电源U2/I2波形 三相高压电源U2/I2波形 通过上两图可看出单相的峰值电压比平均电压高25%-35%，而三相高压电源输出的U2/I2的纹波系数明显小于单相高压电源，其峰值电压与平均电压比接近≦5%。几乎接近纯直流信号。 如上图，假设峰值电压与电场击