Устройство для регулирования мощности электрофильтра

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сем СктеетееаСфнмаектнчвеимхРеспублик(Щ ЩК 621,316, ,7.7 2(088,8) Гфеударствепей квинтет йевата Мккюрев ФССр ее делан эзфбретквкЯ в еткрввй(4) Дата опубликования описания 88.03 ЛВ,ИностранецПитер Чарпьэ Гепфена(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОФИЛЬТРАИзобретение относится к устройствам для регулирования мощности электрофильтров, в частности к системам регулирования, обеспечивающим работу фильтров с максимальной эффективностью.Обычные электрофильтры, используемые для удаления взвешенных частиц из газовых потоков, работают при относительно высоких напряжениях постоянного тока, ярикладываемых к их электродам 11, 21, 13. увеличение уровня мощности, при которой электрофильтр работает, для получения максимальной рабочей эффективности приводит сначала к искрению н затем к образованию дуги между электродами. Эффективность электрофильтрв находится в своем максимуме во время искрении и резко уменьшается во время образования дуги,Для поддержания рабочего уровня мощности фильтра, чтобы получить оптимальное искрение, но избежать возникновения дуг, и ирак- тике принято регистрировать искрение и интегрировать два раза сигнал, используемый для измерения уровня мощности фильтра 141. Такой проиитегрированный управляющий сигнал может привести к более высоким рабочим уровням фильтра и к большей эффективности фильтра. Это устройство является наиболее близким к изобретению по технической сущностии достигаемому результату,При использовании управляющих сигналов,полученных. йутем двойного интегрирования,искровые импульсы позволяют получить улучаеую эффективность фильтра,.однако остаетея необходимость иметь систему управления,обладающую большей гибкостью и высокимбыстродействием в случае искреия нли возникновения дуги,кв Цель изобретения - повышение эффективности н надежности электрофнльтра, Эта цельдостигается эа счет того, что устройство, содержаМе трансформатор, йервичная обмотка которего через тирнсторные ключи, связанные сблоком управления, соединена со входнымивыводами, а вторичная - с высоковольтнымвыкрямителем, в диагональ постоянного токакоторого включен электрофильтр, датчик, связанный с первичной обмоткой трансформаторан регистрнрутощий мгновенные провалы напряае женив питания до нуля и схему ограниченияфильтрации, снабжено схемой совпаденигеднк вход которой соединен с упомянутым датчиком, другой - со схемой ограничения фиды.рации, в выход - со входом блока управления.На фиг,показана блок-схема предлагаеф мого устройства; на фиг, 2 - схемыблоковэтого устройства; ца фиг. 3 - 5 -- диаграммы, поясцяюгцие работу устроства.1 ри Нажатии Ня пуСковуЮ кнопку(фИГ. 1) ВозбуждаОтся главное реле МК и реле времени ТВК. Контакты главного реле МК 1, МК 2 и МКЗ замыкаются, по гсоединяя источник питания переменного тока 2 через регулятор мощности 3 и высоковольтный трансформатор 4. После Вдержки времени, например 13 с, контакты реле времени ТОК замыкаются, а контакты реле времени ТВК 2 размыкаются. Конгакты реле МКЗ ооеспечивают самоудержание реле МК и реле ТВК.В ечецие трпнядцатисекундной врсменцой В ь 1:13)к к регулятор 1 Ошностц 3 подключен схемами яцалогОВОй Вычис.1 итс,ьной .,яшины 5 и вьсоковольтцому трансформатору 4. Это при водит к увеличению мощности, поданной к фильтру, до величины, определяемой, с одной стороны, ручным управляюцим элементом 6 (если переключатель рода работ 7) находится в положении ручное и, с другой стороны,20 автоматической работой схем, что будет объяснено ниже. Контакты реле УК 1 разомкнуты В течение тринадцатисекундного периода выдержки времени, Иредположим, что в электро- фильтре 8 возникла искра или дуга. При этом в аналоговый вычислительный блок 9 будут 25 поступать сигналы. характеризующие ток и напряжения фильтра. В случае нормального искоения схемы яцалогового вычислительногоГблока будут реагировать на сигналы искрсния путем генерирования сигналов управления, которые обусловя 1 уменьшение мо 1 цности, подаваемой к трансформатору 4. Если имеет место короткое замыкание (в фильтре), то сигналы ня шинах 10, 11 и 12 буду удовлетворять некоторым условиям, запрограммированным в схемах аналогового вычистительного блока 9 (как будет показано ниже), а контакты реле УК 1 будут замкнуты, возбуждая сигнальный индикатор 13 и первое реле управления 1 СК. При этом нормально закрытые ко 1 такты реле 1 СК 1 будут разомкнуты и главное реле МК и реле времени ТДК обесточатся. Первые коц- о такты управления 1 СК 2 Оаут также замкнуты, сохраняя возбужденное состояние первого реле управления до тех пор, пока нс будет нажата кнопка 14. Замыкание контактов управления первого реле упраьленця СКЗ Возбудит45 ВтОООе реле упраВления и ОоуслОВит рязмыкя 0 С цие контактов второго реле управления 2 СК и замыкание контактов второго реле управления 2 СК 2. указывая оператору на возникновение короткогс замыкания в фильтре.Дальнейшая работа устройства будет лучие понята после рассмотрения схемы аналогового Вычислите;1 ьцого Олокя (фиг. 2, 3).К выходу выпрямителя 5 подсоединяется датчик 16, регистрирующий мгновенные провалы нагряжения питация до нуля. На выходной шине 17 этого датчика формируется отри цательцьй импульс длительностью 1 мсек всякий ряз, когда йапряжецие на первичной обмотке трансформатора 4 и, следовательно, на выпрямителе 5 уменьшается до нуля. Отрицатель цый импульс д ительностьо в 1 мсек возцика.60 ст в шине 17 всякий раз, когда провал до нуля происходит в напряжении, подаваемом ня фильтр. Это осу.цествляется путем зарядки конденсатора 18, тогда когда напряжение выше нуля. Когда напряжение уменьшается до нуля при переходе синусоиды напряжения питания через нулевое значение вследствие возникновения искры или дуги в фильтре 8, тогда отрицательно заряженная пластина конденсатора 18 заземляется. Результирующее входное напряжение становится положительным, а на шине 17 будет формироваться отрицательный импульс. Делитель напряжения, образованный резисторами 19 и 20, объединенный со входным резистором 21 усилителя 22 обеспечивает постоянное отрицательное опорное напряжение, исключаю 1 цее возможность формиро вания усилителем 22 ложных выходных сигна- ЛОВ. Инвертор 23 преобразует импульсы отрицательной полярности в положительные импульсы длительностью 1 мсек, поступающие на один из входов схемы совпадения 24. При этом последняя будет находиться в открытом состоянии в течение 1 мсек, а все пропускаемье через нее сигналы будут инвертироваться по полярности. Шина О подключена к схеме ограничения и фильтрации 25, выход которой подсоединен ко второму входу схемы 24.Работа схемы ограничения и фильтрации дана на фиг. 3, которая показывает сигналь:, в двух точках схемы. Кривая А показывает сигнал, представляющий ток фильтра в шине 10. Кривая В соответствует сигналу ця выходе схемы 25. Она же является верхней частью кривой А, однако передние и задние фронты кривой В значительно удалены от начала отсчета и от точки перехода напряжения питания через нулевое значение. Это предо 1- врашает возникновение ложных сигналов ца выходе схемы 24, благодаря тому, что сигнал, представляюций ток фильтра, не перекрывает импульсь инвертора 23 при нормальной работе схемы (т.е. При отсутствии искрения),Выход схемы 24 подсоединен к быстродействующей схеме 26, которая реагирует на перегрузки и соединена с блоком управления регулятора,5. Если выходной сигнал схемы 24 является результатом сильного искрения, то в обмотке 27 появляется импульс, обеспечивающий уменьшение угла отпирания тиристоров регулятора 3. Если искрение является относительно небольшим, то ток в обмотке 27 обусловливает только частичное уменьшение угла отпирания тиристоров регулятора.Выходные импульсы схемы 24 также подаются по шинам 28 и 29 к блоку 30, обеспечивающему двойное интегрирование выходных импульсов схемы 24.Блок 30 интегрирует выходной сигнал отрицательной полярности (т.е. сигнал на выходе схемы 24) дважды. Результат интегрирования поступает на вход усилителя 31,Работа блока 30 дана на фиг. 4, на которой показана кривая С, соответствующая форме сипЯла выходного импульса схемы 24 ня шине 29. Кривая Д соответствует сигналу на выходе усилителя 31.ный ърове 111 напряжения. Схеха зашиты От КО- роткого замыкания обеспечивасг снятие мо 1 цностц с фцл 1 тра 8 в течение короткого замыка- НИЯ Между БН 1 СОКОЛОЛЬТНЫМИ ЭЛЕМЕНТаМИ В фильтре и землей. Состояние короткого замы 60 11 ри работе фильтра оптимальная эф 1 сктцвнОсть дости 1 аегся цтем приложения напряжения к пластинам фильтра несколько ниже удовця, цри котором имел место искре 11 це. Таким образом, желательно после цскрнця ре 1 улировать рабочее напряжение фильтра до уровня немного меньшего, чем уровень напряжения. цри котором возникает искрение и происходит Образование дуги. В описанном устройстве такой уровень может быть достигнут автоматически при помоши одновибратора 32.Выходные импульсы схемы 24 по шине 28 подаются ко входу одновибратора 32, который цри возбуждении генерирует имилье Отрццатсльной полярности (фцг. 4, г) на выход 511 Й 1 ццне 33. Этот импульс поступал на накопительный конденсатор 34, связанный с блоком 15 задания 35.Перед началом работы аналогового вычислительного блока 9 конденсатор 36 заряжается чсрз диод 37 для получения напряжения, подаваемого через переключатель 38 (в автомати ческом режиме) на блок 35.Если требуется задать уровень напряжения вручную, то переключатель 38 переводят в другое положение.Токовый сигнал фильтра действует как сигнал обратной связи, поступающий вместе с сигналом От конденсатора 34 на блок 35 и обуславливающий уменьшение уровня выходного сигнала на шине 39, соединяющей выход блока 35 со входом усилителя 31.При незначительном искрении в фильтре 8 отклонения напряжения могут быть недостаточными для создания импульсов, отпираю 1 цих схему 24. Однако важно обнаружить такое незначительное искрение и уменьшить напряжение на пластинах фильтра плем уменьшения моши ост и, подводи мой к фильтру. Чтобы вы пол- зб нить эту функцгю, предусмотрен высокочувствительный детектор, реагирующий на искрениесос гоящц", цз 11 цфФернциатора 40. 1 а который поступают сигналы, характеризуюшиЕ ток фильтра (с шины 10). Когда токовые импульсы, проходящие через фильтр, являются 4 стабильными (как показано в течение периода времени т 1 на фиг. 4,а), то дифференциатор 40 не обеспечивает импульсного выхода на шине 41. Однако искра в фильтре, которая по своей природе вызывает быстрый подъем токо вого импульса (период 1 фиг. 4, а), обеспечивает выходной импульс от дифференциатора 40 на шине 41, что обуславливает срабатывание одновибратора 42. Выходной импульс последнего поступает на усилитель 31, уменьшая величину тока в обмотке управления 43. 50 Это обеспечивает уменьшение угла управления тиристорами регулятора 3. Отрицательный выходной импульс одновибратора 42 поступает на одновибратор 32. Результирующий о 1 рицательный цм:1 ульс, формируемый на шине 44, пост 151 ает на конденсатГ)р 34, хменъиаЯ ВыОран 55 кания ОбнархживаетГ 5 ц,тем контро,1 ированц 51 и определения всл 11 чцны первичного напряжсния высокдвольтного трансформатора и величины тока фильтра. Состояние к 1 поткого замыкания, запрограммированное в блоке 9, означает, что первичное напряжение будет низким, например от двух до сорока вольт среднеквадратичного значения, а ток фильтра будет больше или равен 50/О максимального тока фильтра, если только олновибратор 32 не будет возбужден. Трансформатор 45 изолирует сигнальные цепи от силовой цепи. Выходной резистор 46, подсоединенный к шине 10, подвергается воздействию сигнала напряжения, характеризуюшего величину тока фильтра. Резцс. тор 47, потенциометр 48 и резистор 49 создают требуемое смещение, Схема Регулирования напряжения и схема регулирования тока вместе выполняют функцию сравнения напряжения и тока. Выходные сигналы усил 11 телей 50 и 51 обуславливают и обесточивание реле УК, когда напряжения, приложенные к диодам 52 и 53, отрицательны. Реле УК нормально возбуждает ся, когда фильтр работает, обеспечивая размыкание контактов реле УК (фиг. 1). При обесточении реле УК контакты реле УК замыкаются, позволяя току протекать между шинами 54, 55, что, в свою очередь, (фиг. 1) приводит к возбуждению первого реле управления 1 СК и обесточцвает гл 1 нное реле МК. При этом контакты реле МК 1 и МК 2 отключают питание.Для лучшего понцмания работы устройства рассмотрим диаграммы на фиг, 5. При наличии искры токовые импульсы Е (фиг. 5, а), которые детерминированы напряжением на резисторе 56 формируются регулярно до тех пор, пока не будет иметь место искра Г в фильтре (фиг. 5, а) Функция управления устройства обуславливает при этом уменьшение тока фильтра до величины, показанной импульсом б.Первичное напряжение на трансформаторе 4 показано кривой Н (фиг. 5, б). Регулярные нулевые пересечения при последую 1 цем выпрямлении мостом 15 обеспечивают нулевые значения пульсирующего напряжения. При каждом нулевом отклонении датчик 16 генерирует импульс отрицательной полярности, который изменяется на положительную полярность инвертором 23 для получения положительных импульсов К (фиг. 5, в). Искра в фильтре также вызывает уменьшение до нуля перви 1 ного напряжения. Датчик 16 реагирует на это путем генерирования другого импульса . (фиг. 5, в). В то же самое время импульсы К и 1. подаются в схему 24, обуславлцвая ее отпирание. Импульсы М (фиг. 5, г), характеризуюшие устойчивый режим работь: и формируемые схемой 25, подаются ко входу схемы 24. Обычно импульсы К и М подаются к схеме 24 сдвинутыми по фазе и, в резульгате этого, схема заперта. Гри наличии искры генерируется импульс 1 (как показано выше) и сигнал х, характеризующий протекание тока фильтра совпадает с импульсом 1 Это нри водит к;111 опсканю по крайней 1 ере часгц Сцгнала хсрез схему 24. В оеар,1 ьтдге Оол-чают выходной импульс О (фиг. О, д), величина и форма: оторог 1 зависят от тока фильтра,являющегося результатом искры или дуги, Схема 26, реагируя на импульс О, уменьшаетугол отннрания тиристоров регулятора 3 и, слеюаательно, уменьшает ток питания фильтра(фиг, 4, а). В случае короткого замыкания,например между шинами, ток фильтра будет фотставать от напряжения фильтра на 90 дл.град, что обусловит совпадение между исходными имнульсамн К и током фильтра М(фнг. 5) н, следовательно, появление сигналана выходе схемы 24.ИСигнал искрения г будет также прикладываться к высокочувствнтельному искровому детектору н дифференцироваться днфференциатором 40 для подачи импульса включения к одновибратору 42. Результирующий отрицательный импульс Р (фиг, 5, н) подается к усиля. 1 зтелю 31 для уменьшения тока, протекающего. в управлюкнцей обмотке 43. Таким образом,наличие искры приводит к уменьшению мощ.ности, подаваемой к фильтру 8, даже еслиискра является такой слабой, что она не всостояния вызвать обнаруживаемое нулевое от- Вклонение первичного напряжения н отпираниясхемы 24,Выходной импульс С схемы 24 (фиг. 4, б)гакже подается к блоку 30. Параметры импульса искрения определяют форму выходного импульса Д, показанного иа фиг, 4, в, которыйпоступает иа усилитель 31. Это вызывает быст-рое уменьшение така, протекающего через управляющую обмотку 43,.и уменьшает тем самым ток фильтра, как йоказано на фиг. 4, а.Однако быстрая, но не мгновенная подача мощ-. Зйности к фильтру имеет место, если искра выз.вала создание дуги, обуславливающей отключение устройства, Таким образом, в результате реакции схемы (30) мощность приклады-вается к фильтру по линейному закону(фиг; 4, а).,Изучая формы сигналов более Звдетально, заметим, что ток фильтра быстроуменьшается до нуля в течение временногопериода 1 после возникновения импульса искрения Г. В течение. временного периода 1схема (30) обеспечивает быстрое, изменяющее-,ся по линейному закону, повторное приложениемощности. Максимальный уровень мощности,=достигаемый в конце этого периода, равен уровню, предшествующему рабочему уровню до иск-. рения; минус постепенно увеличивающееся уменьшение, вызываемое зарядом, накопленным конденсатором 34. В течение временного периода 1 (фнг. 4, а), мощность фильтра постепенно увеличивается вследствие разряда конденсатора 34. Это приводит к появлению на выходе блока задания сигнала, подаваемого на усилитель 31 и обуславливаюшего увеличение тока в обмотке управления 43 по линейному закону. Медленный подъем уровня мощностей фильтра продолжается до тех пор, пока новый уровень искрения не достигнет того момента, при ,котором весь процесс полностью повторится. формуяа изобретенияУстройство для регулирования мощности электрофильтра, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого через тиристор.ные ключи, связанные с блоком управления, соединена со входными выводами, а вторичная - с высоковольтным выпрямителем, в диагональ постоянного тока которого включен злектрофильтр, датчик, связанный с первичной обмоткой трансформатора и регистрирующий мгновенные провалы напряжения до нули и схемы ограничения н фильтрации, огличдющееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, оио снабжено схемой совпадения, один вход когорой соединен с упомянутым датчиком, а другой - со схемой ограничения фильтрации, а выход - со входом блока управления.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР217502,кл, б 05 Р Ц 22, 07,05.68,2. Авторское свидетельство СССРРй 318922,кл, 0 05 Г ЦОО, 28.10,71.3. Авторское свидетельство СССР.,% 300944,кл. 0.05 Г 5/00, 07.04.71.4. Патент США3173772, кл, б 05 Р 1/66, 60236, ФельлнаФ Реаактор Заказ 18 твенного комитета Совета Млам изобретений н открытква, Ж-ЭЬ, Раушская набПатентэ, г. Ужгород, ул. НИИПИ Госул113035,Филиал ПП Составитель Г.Техред О. Луговая Тираж 1033 ректор Н: ТупицясноеСС инистров Снйл.,4/5Проектная,