关于esp电源现状及未来发展的探讨

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1、2009lo月20日一24日篓”阜中麓熊誉徽麓蠡．269roeeedmRs1ortterence1-"．rmjmL0l乜3一关于ESP电源现状及未来发展的探讨蒋云峰(武汉大学电气工程学院武汉市武昌430070)摘要本文对现有ESP电源做了简单介绍，对比分析了常用ESP电源的原理、特，最、现状及未来发展前景，探讨了ESP电源的可能发展思路。希望本文能起抛砖引玉作用。给同行在ESP电源开发及应用过程中一点点启迪，给用户在选择ESP电源时提供一些参考。关键词ESP电源电源评述发展思路1现有的ESP用电源的简介ESP的高压电场可等效为R、C并联负

2、载，其中C为高压电场的等效电容，一般为几千一几万PF，R为可变电阻，随ESP工况随时变化。可见，ESP为变动负载，在发生闪络或短路时对其直流高压电源的冲击很大。因此，ESP电源除了需要为ESP提供良好供电，满足ESP除尘要求，而且电源本身必须能耐受各种冲击，保证可靠、稳定运行。经过多年的发展，已出现了多种原理的ESP用电源，目前主要有以下四种：单／三相SCR电源、三相中频电源、单相高频电源(单、三相电源主要以整流变压器输入相数区分：采用单相变压器的称为单相电源；采用三相变压器的称为三相电源)。三相电源的优点：同等功率情况下，相电流小(或者

3、相同相电流情况下，功率大)；同样频率情况下，输出纹波小。多种电源的出现，一方面增加了用户选择的多样性，另一方面增大了用户选择的难度。因此，有必要对现有电源的优缺点及特点加以分析，使用户选择减少盲目性，更有针对性。4另外，对现有电源特点的分析，可以使电源厂家认识各种电源的优缺点，以便相互借鉴，明确发展思路，共同提高。1．1单相SCR电源传统的高压电源通常采用单相SCR电源，其原理图如图l所示：茑l啦图1一单相SCR电源原理图它是目前技术最成熟、市场占有量最大的电源。但由于控制原理的局限性，使得单相SCR电源具有如下缺点：(1)因工作在工频5

4、0Hz，使得变压器体积大，重量大，消耗大量铜，铁及变压器油，随着材料价格的上涨，低成本的优势在消失；(2)交流移相控制，使得电网侧谐波严重，功率因素低，电源本身运行效率低。采用两相供电，对电网来说是不均衡负载；(3)由于采用单相工频交流移相调压，使得输出高压波形波动大，除尘效果差，对高浓度粉尘，高比电阻粉尘等工况的适应性比较差。’(4)随着国家环保要求的提高，单相SCR电源难以满足ESP供电的要求。1．2三相SCR电源针对单相SCR电源的上述问题，国内～．些厂家开发出了三相SCR电源。它的出现解决了单相SCR电源的某些问题：如输出电压波动

5、大、输入三相不平衡、输入功率因数低、相电流大等问题，并提高了输出平均电压。现场应用表明：三相SCR电源比单相SCR电源有更高除尘效率，而且有·270·蒋云峰关于ESPf乜源现状及未来发展的探讨一定的节能效果。但三相SCR电源也存在一些问题，如：整流变压器体积较大，耗材损耗增加；闪络控制困难、电流冲击大；间隙供电不易实现。尽管三相SCR电源一些存在问题，但在大容量新型电源技术成熟并大批量投入市场之前，它继续承担改善ESP供电性能的重担，而且三相电源的概念为后面三相中频电源的产生有重要的启示作用。三相SCR电源的原理如图2所示酬El一二71二

6、日婚jJ图2三相SCR电源的原理图综上所述，单相SCR电源面临严峻的挑战。尽管，恒流源、三相SCR电源从某些方面弥补了SCR电源酌不足，但并不能从根本上解决问题。进入21世纪以来，科学技术得到迅猛的发展。特别是现代电力电子技术、电力电子器件、计算机技术、网络控制技术的发展，为研制高性能的高压电源提供了技术条件。1．3高频电源(单相)’其原理图如图3所示：图3高频电源原理图由于高频电源采用基于软开关的高频逆变技术及高频整流技术，使输出高压纹波很小，可以提高对ESP的供电性能，进而改善ESP的收尘效率，而且高频变压器体积小，节省材料。目前，高

7、频电源的开发成为国内外除尘电源界一个热点。国外高频电源的试用，起了示范作用。但国外高频电源价格昂贵，而且售后服务难以保证。国内经过几年的宣传及推广应用，用户对高频电源有了初步认识。国内已完成80kV／400mA、80kV／800mA样机研制，进入了小批量试生产阶段。目前，随着ESP面积的不断增大，大功率高频电源的开发成为技术难点(特别在电力系统需要80KV／1A以上的容量)。大功率高频电源受限于高频损耗等问题，短期难以有大的突破，目前在开发或试验的大功率高频电源为80KV／1—1．2A(ALSTOM：70KV／I．7A，但价格昂贵)；而且

8、由于控制柜与变压器不可分离，控制柜在室外运行，运行可靠性是个特别问题；另外，由于高频电源的特殊工作状况及为了适应外部环境，导致制造成本上升，抵消了高频化带来的成本优势。所有这些问题，需要高频电