Prof.dr Slobodan Vukosavić- Elektrotehnički fakultet u Beogradu
g
Dr Željko Despotović- Institut "Mihajlo Pupin", Beograd ,
Nikola Popov-, Elektrotehnički fakultet u Beogradu
Mil Tasić
Milan
T ić dipl.
di l inž.
i ž -Termoelektrana
T
l kt
Morava,
M
Svilajnac
S il j
UVOD
U novije vreme se na tehnološkom tržištu elektrostatičkih filtara (ESF)
sve više radi na razvoju visokofrekventnih (VF) prekidačkih izvora napajanja.
•Oni se p
postepeno
p
uvode u sisteme ESF p
po p
prihvatljivoj
j j ceni i p
postaju
j veoma
konkurentni u odnosu na setove transformator/ispravljač i tiristorsku kontrolu
koja se već dugo godina koristi u industriji.
•Novi VF prekidački izvori obezbeđuju dramatično različite performanse i fizičke
karakteristike ESF od tiristorskih izvora napajanja.
•Primenjeni u ovim aplikacijama novi VF prekidački pretvarači imaju značajan
uticaj na izdvajačke sisteme i to sa aspekata konstrukcije, rada i održavanja.
HIBRIDNA REŠENJA ENERGETSKIH PRETVARAČA ZA
NAPAJANJE ELEKTROSTATIČKIH FILTARA
•U nekim aplikacijama se veoma popularna hibridna rešenja
koja kombinuju dobre osobine VF izvora napajanja velike
snage
g ip
postojećih
j
50/60Hz-nih transformatora.
•U ovim slučajevima se primarni namotaji visokonaponskog
t
transformatora
f
t
(VNT) napajaju
j j
sa relativno
l ti
niskom
i k
učestanošću, ali sa primenjenom strujnom kontrolom čime se
obezbeđuje pravougaoni talasni oblik primarne struje.
struje
•Opseg
p g p
primenjene
j
učestanosti strujnog
j g talasa jje od 20Hz500Hz, dok je prekidačka učestanost na kojoj se ostvaruje
strujna kontrola i praćenje referentne vrednosti struje od
10kH 30kH
10kHz-30kHz.
HIBRIDNO REŠENJE -DBS180 za
NAPAJANJE ELEKTROSTATIČKIH FILTARA
Principska realizacija histerezisne strujne kontrole
Blok šema primenjene histerezisne strujne kontrole VNT
Realizacija kontrolnog kola retrofitnog napajanja sa
komparatorom prozora
(a) komparator prozora
tzv. windows komparator
(b) karakteristični talasni oblici pojedinih kontrolnih
signala.
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Osciloskopski snimci trenutnih vrednosti struje i napona primara VNT
Uočava se da pri naponu Vs=540V porast (opadanje) struje ostvaruje za oko tr=30µs, što odgovara
induktivnosti od 1.5mH.
1 5mH
Ovo je u skladu sa činjenicom da je stvarna rasipna induktivnost ispravljačkog VNT 0.4/55kV, 100kVA, 50Hz,
proizvodnje TuR Dresden oko 1mH a da je vrednost redne prigušnice koja se na red dodaje primarnom
namotaju VNT iznosila Lr=500 µH.
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Osciloskopski snimci struje i napona taložnih elektroda jedne od sekcija ESF
stacionarni režim
stacionarni režim sa
prikazom talasnosti
napona ESF
detaljni prikaz jedne periode
naponskog ripla
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Osciloskopski snimci kontrolnih signala histerezisnog strujnog regulatora
pozitivna poluperioda
negativna poluperioda
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Struja primara VNT i izlazni napon na taložnim elektrodama ESF u trenutku
preskoka
Uočava se da je neposredno
nakon preskoka došlo do
smanjenja
j j
primarne
i
struje
t j
VNT na vrlo malu vrednost,
odnosno do relativno brzog
smanjenja vrednosti napona
ESI na vrednost ≤5kV.
Vreme pauze je trajalo oko
60ms
CH1-struja primara VNT (žuti trag)100A/V,
CH2-negativna vrednost napona na ESF (plavi trag)10kV/V,
vremenska podela 40ms/c
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Napon is struja primara VNT u trenutku preskoka
CH1-napon primara VNT
(plavi trag)1kV/V,
CH2-struja primara VNT
(žuti trag) 50A/V,
vremenska podela 20ms/c
U intervalu pauze za dejonizaciju od 60ms, uočljivo da su i napon i
struja primara VNT jednaki nuli.
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Napon is struja IGBT pretvarača u
trenutku delovanja zaštite od direktnog
kratkog spoja na izlaznim priključcima
CH1-napon primara VNT
(žuti trag)1kV/V,
CH2 struja primara VNT
CH2-struja
(plavi trag) 40A/V,
vremenska podela
40µs/c.
40µs/c
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Poređenje izlaznog napona ESF pri retrofitnom i 50Hz-nom napajanju
(a)- Snimci izlaznog napona ESF u kontinualnom režimu (bez preskoka),
(b)-Odziv
(b)
Odziv napajanja na preskok
EKSPERIMENTALNI REZULTATI
Poređenje ulazne struje iz NN priključka 0.4kV/50Hz
(a)- Retrofitno napajanje , (b)-50Hz napajanje.
1‐VN izolator
transformatora
na
60kV
strani
VN
2‐VN
2
VN 50Hz transformator 0.4/55kV,
0 4/55kV 100kVA,
100kVA
proizvodnje TuR Dresden, napona kratkog
spoja 15%.
3‐Priključne
tačke
transformatora
primara
VN
4‐Ekspanzioni sud VN transformatora
5‐VN kabl VN izolator ispravljača i taložne
elektrode ESF.
6‐Energetski pretvarač 200kVA, baziran na
IGBT prekidačima u H‐mostu
7‐DSP kontrolna jedinica za kontrolu IGBT
pretvarača
8 Operatorski
8‐Operatorski
parametara
panel
za
9‐Pomoćno napajanje 24VDC
ventilatora
il
za hlađenje
hl đ j pretvarača)
č )
zadavanje
(pogon
10‐NN kabl PPOO‐y 4x35mm² za napajanje
pretvarača
1‐Rebra za hlađenje VN 50Hz‐nog
transformatora
2‐DSP
kontrolna
jedinica
energetskog IGBT pretvarača
3‐Operatorski panel za zadavanje
parametara
4 IGBT
4‐IGBT
pretvarač
implementiranom
kontrolom
sa
strujnom
5‐Priključci
5
P iklj č i primarnih
i
ih namotaja
j VN
transformatora
6-Redne p
prigušnice
g
Lr1=Lr2=250µH
µ
(Lr=500 µH) u svakoj od priključnih
grana
primarnog
kola
VN
transformatora
7‐NN priključni kabl za dovod
napajanja 3x0.4kV+PE, 50Hz.
8‐Strujni senzor LEM 0‐1000A
Tehničke karakteristike realizovanog IGBT pretvarača
ETF DBS-180
DBS 180 za retrofitno
t fit napajanje
j j ESF na
TE ”Morava” su :
Napajanje električnom energijom:
Ulazna prividna snaga:
Ulazni faktor snage:
Opterećenje:
Tačnost strujne regulacije:
Talasnost struje:
Učestanost strujnog ripla:
Izlazni napon:
Izlazna struja:
Izlazna prividna snaga:
Stepen zaštite:
Tempearturni opseg:
Vlažnost:
Dimenzije:
3x400V+PE, 50Hz
75kVA
> 0.95
elektrodni sistem ESF
<3%
10%
5-25kHz
70kV DC
C
1000mA DC
70kVA
IP44
-25ºC...+60ºC
do 90%
400x250x300mm
ZAKLJUČAK
U radu je prikazano hibridno rešenje za napajanje ESF, kojim se
zadržava jedinica transformator/ispravljač (T/I) klasičnog tiristorski
regulisanog
li
sistema.
i
Umesto tiristorskog pretvarača za regulaciju sekundarnog napona
VNT se ugrađuje H- most sa IGBT prekidačima.
Osnovu upravljačkog
p
j
g istema čini histerezisni strujni
j regulator
g
koji
j jje
implementiran u sklopu DSP upravljačkog sistema.
Kao rezultat primenjene strujne regulacije sa osnovnom
učestanošću 50Hz , kao krajnji efekat, se dobijaju talasni oblici
visokog napona, koji daje VF napajanje, što dovodi do uvećanja
efikasnosti ESF.
ESF
Razvijeni algoritam strujne kontrole je fleksibilan pošto daje
k i ik mogućnost
korisniku
ć
t za bilo
bil k
kakvom
k
modifikacijom
difik ij
i unapređenjem
đ j
rada ESF
Eksperimetalna potvrda predloženog načina upravljanja
i merenje efikasnosti čišćenja su ostvareni na
realnom pilot postrojenju elektrostatičkih filtara na
TE "Morva“-Svilajnac.
Realizacija og projekta je finansirana delom od strane
p
Srbije
j u okviru
Ministarstva za nauku Republike
Projekta tehnološkog razvoja
ZS-21007- " Razvoj i primena visokonaponske
visokofrekventne
i k f k
t ekološke
k l šk opreme za otklanjanje
tkl j j
aerozagađenja u industriji i elektroprivredi",
a delom od strane P.D. TENT- Obrenovac.
Download

uvećanje efikasnosti elektrofiltera u te "morava"