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静电除尘高频变压器拉弧跳闸的原因

时间:2019-08-10 18:50 来源:电工之家

静电除尘高频变压器输出二次高压施加在电场上,当粉尘经过电场,由于静电的吸附作用,粉尘会积累在极板上。
当粉尘积累在一定程度时,电场被高压击穿,形成打火现象。
这个时候,高频电源控制器需要快速检测出火花,快速关断IGBT的控制输出,从而控制二次电流不往上冲,可以听到非常清脆的类似放鞭炮的火花声音。
如果,高频电源控制器不关闭输出,不调节高压器一次电压,则电场会发生短路现象,产生拉弧,甚至产生明火。
火花的快速、可靠检测,以及发生火花时的快速控制,发生火花之后的电场恢复机制是静电除尘电源控制器非常重要的性能指标,以及静电除尘控制器的设计难点。
一般情况下,二次电压会先于二次电流产生变化,发生火花时,二次电压会快速降低,之后二次电流会快速增加。
在我的设计中,IGBT每一个输出的定时中断都会检测二次电压和电流,并采取之前一定时间的电压和电流数值做滑动平均。
将检测出来的瞬时值与滑动平均值进行比较,一旦检测到电压下降了阈值,或者电流上升了一次的倍数。
则快速关闭IGBT的PWM输出,以及关闭可控硅的输出,关闭一次电压的输入
之后进行电场恢复流程,即关闭IGBT输出几个周期->IGBT的PWM频率从几KHz逐步上升到工作频率,将电容上存储的电缓慢释放->进入快上升降在几个ms的时间内将可控硅的输出调整到火花发生前的一次比例值,比如(75%)->进入慢上升,根据跟踪、自动等不同模式,将可控硅的输出调整到关闭前的数值。
所有这些参数,都是开放给调试人员设置的,每一个电场情况都不一样,需要根据电场实际情况调整设置。
参数不合理,或者设计有问题,有可能导致无法检测到火花,发生题主说的拉弧,跳闸等故障,甚至发生火灾等严重的事故。
也有可能发生假闪,在电压上升过程中,误判断为火花,导致无法正常工作。
建议题主从以下几个方面排查:
查一下拉弧的原因,是不是火花检测相关的参数设置不合理时,我的设计中,针对火花检测有如下参数可以设置:
1. 火花允许判断的额定二次电流百分比,一般设置为10%,即超过额定电流的10%,就开始检测火花。
2. 火花判断的二次上升倍数,即与滑动平均值相比,超过多少倍就判为火花,默认值是2倍左右。
3. 火花允许判断的二次电压值,即二次电压超过多少,就开始检测火花,默认值是20kV左右。
4. 火花判断的二次电压下降数值,即与滑动平均值相比,二次电压下降了多少就判为火花,默认值是20kV左右。
调整一下这些参数,直到在发生火花时只听到清脆的声音。
查一下火花恢复的参数,调整一下PWM关闭的个数,快上升时间。
上升太快,电场还没有恢复就输出
在上升过程中再次发生火花,没有判断出来
这几种情况都会产生拉弧现象
查一下控制器本身的设计是否有问题,软件有没有bug,检测火花是否有效,输出控制是否及时
即使发生了拉弧,电流迅速增加,这个时候也应该检测到短路,而不应该是跳闸。
检测一下短路保护是否有作用,短路判断的判断条件是否设置合理。
最后,查一下断电路的额定电流是否合理
800mA, 72kV的二次输出,以高频变压器0.9的效率来算,功率因数0.8,三相额定电流大概在120A左右。需要按这个电流来选择断路器
下图是发生火花时的二次电流波形,在整个过程中,二次电流都是平稳,没有发生过冲现象。
静电除尘高频变压器拉弧跳闸的原因

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