DE4008561C2 - Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungseinrichtung für ein Elektrofilter - Google Patents
Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungseinrichtung für ein ElektrofilterInfo
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- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
- B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
- B03C3/68—Control systems therefor
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer
Spannungsversorgungseinrichtung für ein Elektrofilter nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine vorgenannte Spannungsversorung ist aus der EP 0 034 075
B1 bekannt. Mit dieser Steuerung kann nur die Wiederholfre
quenz der Impulse verstellt werden, so daß bei wenig Impulsen
und großer Filterlast die Gleichspannung am Filter absinkt.
Bei Elektrofiltern können Filterdurchschläge auftreten. Da
hierdurch die Filterspannung zusammenbricht, wird das Filter
wirkungslos. Größere Mengen Abgase gelangen folglich ungerei
nigt ins Freie. Nach Verlöschen des Durchschlags wird das
Filter wieder aufgeladen. Während der Aufladezeit, die bei
herkömmlichen Filtern bis zu 400 ms beträgt, ist der Reini
gungseffekt des Elektrofrilters reduziert. Dies kann zu einem
Überschreiten der zulässigen Grenzwerte der Anlage führen,
die z. B. durch die TA luft vorgegeben sind. Die Anlage darf
u. U. mit einem Filter der herkömmlichen Art nicht oder nicht
mehr betrieben werden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Verfahren
der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß
zusätzlich zur Wiederholfrequenz ein weiterer Parameter zur
Änderung der Spannung auf der Hochspannungsseite zur Verfü
gung steht sowie eine einfache Spannungsversorgung zu schaf
fen, die am Filter schnell, d. h. innerhalb weniger Millise
kungen, eine hohe Potentialdifferenz, z. B. von 120 kV, auf
baut, also das Filter deutlich schneller als bisher hochfährt
und damit die Totzeit so klein wie möglich hält.
Die Aufgabe wird gemäß den im Anspruch 1 wiedergegebenen
Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung
sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch dieses Hineinzünden der zweiten Brückenhälfte kann der
mittlere Energieinhalt des Schwingkreises kontinuierlich ein
gestellt werden. In diesem Betriebszustand fließt ständig
Strom im Elektrofilter. Dadurch ergibt sich eine kleine Span
nungswelligkeit der am Filter anstehenden Hochspannung.
Der sekundärseitige Gleichrichter ist vorteilhaft als Brüc
kengleichrichter ausgebildet, da dann eine Vollwellengleich
richtung und damit eine bessere Ausnutzung der Transformator
bauleistung erfolgt.
Das Filter kann dabei sowohl mit Gleichspannung als auch nur
mit Spannungsimpulsen als auch mit Gleichspannung, der Span
nungspulse überlagert sind, betrieben werden.
Das Verfahren gemäß der Erfindung wird anhand der Zeich
nung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Versorgungsschaltung für ein Elektrofilter, in
Fig. 2 den primärseitigne Strom- und Spannungsverlauf als
Funktion der Zeit, und in
Fig. 3 den sekundärseitigen Strom- und Spannungsverlauf
als Funktion der Zeit.
Gemäß Fig. 1 ist das Gehäuse 1 des Elektrofilters mit dem Erd
potential verbunden. In das Gehäuse 1 ragt eine Elektrode 2,
an die eine Hochspannung von z. B. 120 kV angelegt werden
soll. Die Elektrode 2 ist über einen Gleichrichter 3 mit der
sekundärseitigen Wicklung 42 eines Hochspannungstransforma
tors 4 verbunden. Der Gleichrichter 3 ist als Brückengleich
richter 31 bis 34 ausgebildet, da dann Vollwellengleichrich
tung erfolgt, was die Effizienz des Transformators 4 erhöht.
Die primärseitige Wicklung 41 des Hochspannungstransformators
4 ist über eine Kapazität 5 an eine gleichspannungsgespeiste
Wechselrichterbrückenschaltung, bestehend aus schaltbaren
Leistungshalbleitern 61-64, wie z. B. Thyristoren oder Lei
stungstransistoren, jeweils mit parallel gegengeschalteten
Dioden 65-68, angeschlossen. Im folgenden wird die Verwen
dung von Thyristoren geschildert; die Verwendung von anderen
schaltbaren Leistungshalbleitern wie z. B. GTO's ist völlig
äquivalent.
Die Wechselrichterschaltung 6 wird von einer Gleichspannung U
gespeist, beispielsweise von einer mittels Dioden 71 bis 76
oder Thyristoren gleichgerichteten Drehspannung. Die Verwen
dung von Thyristoren ermöglicht es, die mittlere Spannung des
Zwischenkreises einzustellen, es steht also in diesem Falle
ein weiterer Parameter zur Änderung der Spannung auf der
Hochspannungsseite zur Verfügung.
Parallel zur Wechselrichterschaltung 6 befindet sich ein Konden
sator 8, der die Gleichspannung glättet. Falls nötig, kann die
Gleichspannung zusätzlich mittels einer in Reihe geschalteten
Induktivität 9 geglättet werden.
Zum Anlegen der Hochspannung wird ein Thyristorenpaar - 61, 62
oder 63, 64 - von der Steuerung 11 gezündet. Nach dem Zünden
beispielsweise der Thyristoren 61 und 62 fließt eine Halbwelle
des Stromes IP durch die Wicklung 41 und lädt den Kondensator 5
auf. Hierbei wächst der Strom IP durch die Wicklung 41 an, bis
an der Wicklung keine Spannung mehr abfällt. Da zu diesem Zeit
punkt der Strom IP durch die Wicklung 41 maximal ist und nicht
abrupt auf Null sinken kann, wird der Kondensator 5 weiter auf
geladen. Nach dem Abklingen der Halbwelle des Stromes IP durch
die Wicklung 41 ist der Kondensator 5 überladen, d. h. am Kon
densator 5 liegt eine Potentialdifferenz UK an, die größer ist
als die Eingangsspannung U, mit der der Wechselrichter 6 ge
speist wird. Dieser Potentialüberschuß hat zwei Effekte: Zum
einen werden die Thyristoren 61 und 62 gelöscht, zum anderen
fließt ein Rückschwingstrom über die Dioden 65 und 66 auf den
Kondensator 8. In dieses Rückschwingen hinein werden die Thyri
storen 63 und 64 von der Steuerung 11 gezündet. Da die Spannung
U am Schwingkreis, der hauptsächlich aus dem Kondensator 5 und
den Streuinduktivitäten der Wicklungen 41 und 42 gebildet wird,
dadurch gegengepolt wird, fließt eine der ersten Halbwelle des
Stromes IP entgegengerichtete Halbwelle. Diese Halbwelle erreicht
betragsmäßig größere Werte als die erste Halbwelle, da am Konden
sator 5 eine Spannung anliegt, die diesen Stromfluß zusätzlich
unterstützt. Der erhöhte Stromfluß durch die Wicklung 41 erhöht
betragsmäßig die Spannung UK, die nach Abklingen des Stromflus
ses durch die Wicklung 41, nur mit umgekehrten Vorzeichen, am
Kondensator 5 anliegt. Diese zusätzlich erhöhte Spannung UK
löscht die Thyristoren 63 und 64, und es fließt wieder ein Rück
schwingstrom, nun über die Dioden 67 und 68 auf den Kondensator
8. Zum Aufladen des Elektrofilters werden in dieses Rückschwin
gen hinein von der Steuerung 11 die Thyristoren 61 und 62 gezün
det und der Wechselrichter 6 damit erneut gegengepolt. Der Kon
densator 5 wird folglich noch stärker umgeladen, während des
Rückschwingens wird wieder gegengeschaltet usw., man betreibt
also den Schwingkreis nahe der Resonanzfrequenz. Da hierdurch ein
immer höherer Strom IP primärseitig durch den Transformator 4
fließt, wird sekundärseitig eine immer höhere Wechselspannung er
zeugt, die nach Gleichrichten durch den Gleichrichter 3 an die
Elektrode 2 des Elektrofilters angelegt wird. Die Filterspannung
UF steigt daher sehr schnell auf die Filterendspannung Umax an.
Fig. 2 und Fig. 3 zeigen die mit einer Schaltung und einem Ver
fahren wie oben beschrieben erzielten Ergebnisse. Fig. 2 zeigt
den primärseitigen Stromverlauf IP durch die Wicklung 41 und
die am Kondensator 5 anliegende Spannung UK als Funktionen der
Zeit t. Man sieht deutlich, daß sich Strom- und Spannungsampli
tude bei jeder Halbwelle erhöhen. Ein solches Aufschaukeln ist
typisch für Resonanzen.
In Fig. 3 sind die Filterspannung UF und der gleichgerichtete
Filterstrom IF dargestellt. Auch hier steigt die Schwingungs
amplitude des Filterstroms IF sehr rasch an. Die Filterspannung
UF steigt mit jeder Stromhalbwelle und erreicht bereits nach 3
Millisekunden einen Wert von 120 kV.
Nach Erreichen einer einstellbaren Spannung - im angeführten
Beispiel 120 kV - wird vom Resonanz- bzw. Anfahrbetrieb auf
den Normalbetrieb umgeschaltet. Dies geschieht dadurch, daß
die Taktfrequenz deutlich erniedrigt wird, z. B. auf 1/5 der
Anfahrfrequenz.
Je nach Filterauslegung, Filterspannung, Filterlast, Luftfeuch
tigkeit usw. kann ein Filterdurchschlag auftreten. Ein derarti
ger Durchschlag wird von der Steuerung 11 z. B. durch ein ab
ruptes Absinken des Potentials der Leitung 10 detektiert. Ande
re Möglichkeit zur Durchschlagserkennung sind z. B. in der be
reits genannten EP-PS 0 034 075 und in der EP-PS 0 108 963
beschrieben.
Wenn ein Filterdurchschlag eintritt, wird in der Steuerung 11
der Zähler für Filterdurchschläge um eins erhöht. Falls nach
einer vorgegebenen und veränderbaren Wartezeit zwischen 0 und
beispielsweise 200 Millisekunden der Durchschlag immer noch
stattfindet, wird der Zähler für nicht selbstverlöschende
Durchschläge inkrementiert, andernfalls der Zähler für selbst
verlöschende Durchschläge.
Falls der Durchschlag nicht von selbst verlöscht, wird der Wech
selrichter 6 von der Steuerung 11 nicht mehr angesteuert. Der
Filterdurchschlag verlöscht daher, da das Elektrofilter keine
Energiezufuhr mehr erhält. Nach einer einstellbaren Wartezeit
von z. B. 50 Millisekunden wird von der Steuerung 11 der Wech
selrichter 6 durch Zünden der Thyristoren 61 und 62 wieder in
Betrieb genommen.
Falls der Durchschlag innerhalb der Durchschlagswartezeit von
selbst verlöscht, werden keine weiteren Maßnahmen ergriffen.
Falls die Zahl der Durchschläge eine vorgegebene Grenze - z. B.
10 Durchschläge pro Minute - übersteigt, wird auf zu hohe Fil
terendspannung Umax erkannt. In diesem Fall wird die Frequenz,
mit der der Wechselrichter 6 getaktet wird, verringert, z. B. um
1% des gegenwärtigen Wertes, und/oder die Zeitspanne zwischen
dem Nulldurchgang der Stromschwingung und dem Gegenschalten des
Wechselrichters 6 vergrößert, z. B. um 1% des gegenwärtigen
Wertes. Eine verringerte Schaltfrequenz des Umrichters 6 senkt
die Filterendspannung Umax, da der Mittelwert des Filterstroms
IF abnimmt. Eine Vergrößerung der Zeitspanne zwischen dem Null
durchgang der Stromschwingung und dem Gegenschalten des Wechsel
richters 6 verringert ebenfalls die Filterendspannung, da dann
die Anregung nicht mehr so nahe der Resonanzfrequenz des Schwing
kreises erfolgt.
Falls in einem einstellbaren Zeitraum von z. B. ebenfalls einer
Minute kein einziger Durchschlag eintritt, wird auf zu niedrige
Filterspannung UF erkannt. In diesem Fall wird die Frequenz, mit
der der Wechselrichter 6 gegengeschaltet wird, erhöht, z. B. um
1% ihres derzeitigen Wertes. Für die Auswirkungen auf die Fil
tergrenzspannung Umax gilt die umgekehrte Argumentation des vor
hergehenden Absatzes.
Abschließend werden im folgenden nochmals die wesentlichen Teile
der Erfindung zusammengestellt: Stand der Technik ist, daß ein
gleichspannungsgespeister Wechselrichter 6, dem parallel eine
Kapazität 8 beigeordnet ist, ein Schwingkreis nachgeschaltet
ist, dessen Induktivität 41 als Eingangsinduktivität eines Hoch
spannungstransformators 4 benützt wird, und die Ausgangsindukti
vität 42 des Hochspannungstransformators 4 über einen Gleich
richter 3 an ein Elektrofilter angeschlossen ist. Das Kennzeich
nende der Erfindung ist, daß der Wechselrichter 6 gegengeschal
tet wird, sowie die Stromschwingung, die durch das Anstoßen des
Schwingkreises entsteht, ihren Nulldurchgang hat.
Claims (9)
1. Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungseinrich
tung für ein Elektrofilter mit einem Spannungszwischenkreisum
richter und einem nachgeschalteten Schwingkreis, der mindestens
eine Induktivität enthält, die als Eingangsinduktivität für
einen Hochspannungstransformator benützt wird, der sekundärsei
tig über einen Gleichrichter, insbesondere einen Brückengleich
richter, mit dem Elektrofilter verbunden ist, und einer im Zwi
schenkreis angeordneten Kapazität, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Wechselrichter (6) im Inter
vall, das mit dem Nulldurchgang der Stromschwingung, die durch
das Anstoßen des Schwingkreises entsteht, beginnt, gegengeschal
tet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zeitspanne zwischen dem Nulldurch
gang der Stromschwingung und dem Gegenschalten des Wechselrich
ters (6) variabel ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Wechselrichter (6) während
des Anfahrens mit einer Frequenz nahe der Resonanzfrequenz des
Schwingkreises gegengeschaltet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Frequenz, mit der der
Wechselrichter (6) gegengeschalten wird, veränderbar ist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrich
tung das Elektrofilter mit konstanter Gleichspannung versorgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrich
tung das Elektrofilter mit Spannungspulsen versorgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stromversorgungseinrich
tung das Elektrofilter mit Gleichspannung versorgt, der Span
nungspulse überlagert sind.
8. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Frequenz, mit der der
Wechselrichter (6) getaktet wird, erniedrigt wird, wenn die
Zahl der Filterdurchschläge innerhalb eines vorgegebenen Zeit
raums eine vorgegebene Grenze übersteigt, und/oder erhöht wird,
wenn innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums kein Filterdurch
schlag auftritt.
9. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Zeitspanne zwischen dem
Nulldurchgang der Stromschwingung und dem Gegenschalten des
Wechselrichters (6) erhöht wird, wenn die Zahl der Filterdurch
schläge innerhalb eines vorgegebenen Zeitraums eine vorgegebene
Grenze übersteigt, und/oder erniedrigt wird, wenn innerhalb ei
nes vorgegebenen Zeitraums kein Filterdurchschlag auftritt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904008561 DE4008561C2 (de) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungseinrichtung für ein Elektrofilter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904008561 DE4008561C2 (de) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungseinrichtung für ein Elektrofilter |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4008561A1 DE4008561A1 (de) | 1991-09-19 |
DE4008561C2 true DE4008561C2 (de) | 1998-09-10 |
Family
ID=6402416
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904008561 Expired - Lifetime DE4008561C2 (de) | 1990-03-16 | 1990-03-16 | Verfahren zum Betreiben einer Spannungsversorgungseinrichtung für ein Elektrofilter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4008561C2 (de) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2346613B1 (de) | 2008-11-05 | 2019-03-20 | FMC Technologies, Inc. | Elektrostatische koaleszenzvorrichtung mit resonanzverfolgungsschaltung |
CN107947594A (zh) * | 2017-12-18 | 2018-04-20 | 浙江大维高新技术股份有限公司 | 负载侧串联谐振高压电源 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0034075B1 (de) * | 1980-01-24 | 1984-04-18 | Merlin Gerin | Statische Stromversorgungsvorrichtung eines Elektrofilters für die elektrostatische Entstaubung |
EP0108963B1 (de) * | 1982-11-06 | 1986-07-23 | Walther & Cie. Aktiengesellschaft | Versorgungsschaltung für einen elektrostatischen Staubabscheider |
-
1990
- 1990-03-16 DE DE19904008561 patent/DE4008561C2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
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EP0034075B1 (de) * | 1980-01-24 | 1984-04-18 | Merlin Gerin | Statische Stromversorgungsvorrichtung eines Elektrofilters für die elektrostatische Entstaubung |
EP0108963B1 (de) * | 1982-11-06 | 1986-07-23 | Walther & Cie. Aktiengesellschaft | Versorgungsschaltung für einen elektrostatischen Staubabscheider |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE4008561A1 (de) | 1991-09-19 |
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