淺談電除塵器用電源的干擾問題

2015-06-25 04:07:16周寶紅

科技創新與應用 2015年21期

摘要：近幾年大氣污染日趨嚴重，藍天計劃的實施迫在眉睫?；痣姀S排放治理首當其沖，電除塵器的大量使用，與其配套的電源種類及數量與日俱增，電源的干擾問題越發突出，文章將簡單探討一下電源的干擾問題并提出相應的解決措施。

關鍵詞：電源；干擾；MATLAB仿真

引言

火力發電廠燃煤機組煙塵排放的合理控制是環境保護治理的主要目標之一。在我國電除塵器是比較普遍使用的火電廠排放污染氣體處理的設備之一，而大部分電除塵器采用高壓靜電方式去除排放氣體中的污染顆粒，所以需要大量的供電電源的使用。2011年7月29號由環境保護部和國家質量監督檢驗檢疫總局共同發布《火電廠大氣污染物排放標準》將煙塵排放量統一標定為30mg/m3以下[1]。為了達到國標要求，各企業推出了各種各樣的電源，有高頻電源、軟穩電源、脈沖電源、三相電源等等。文章中我們不討論電源的優缺點，我們簡單討論一下電源的干擾問題。

1 干擾的分類及處理措施

目前市場上出現的電除塵器供電電源基本超出工頻范圍，由過去單一的工頻相控等策略逐步轉變為頻率幅值可變等策略，功率器件也逐步由SCR轉變為IGBT、MOSFET等。功率器件工作在非線性的條件下，采用PWM調制方式，加之頻率的不斷提高，電源的干擾問題愈發突出，對火電廠廠用電除塵段的配電系統造成很大的污染。

干擾的類型通常按噪聲產生的原因、噪聲傳導模式和噪聲波形性質的不同進行劃分[2][5]。

按噪聲產生的原因分為放電噪聲、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。按噪聲傳導模式分為線間感應噪聲、地感應噪聲。按噪聲波形性質的不同分為持續正弦波和各種形狀的脈沖波[3]。

通?？垢蓴_的措施分為硬件抗干擾技術和軟件抗干擾技術。硬件抗干擾措施又分為濾波吸收、光電隔離、接地、分開布線。其中濾波吸收措施是在控制柜的輸出端加電抗器，控制電源中加交流濾波器，再在直流工作電源中加上參數匹配的濾波電容，同時，在輸出端并聯壓敏電阻[4]。本方案采用在1.5A規格的高壓電源控制柜輸出端加電感濾波。

2 仿真

針對本方案，文章利用MATLAB7.4軟件建立1.5A規格的電除塵用高壓電源仿真模型[7]，逆變模塊的仿真模型如圖1。從仿真模型的FFT分析中可以看到，諧波含量THD從72.7%降至62%。圖2是濾波之前輸出波形及其諧波含量，圖3是加電感濾波后輸出波形及其諧波含量。

圖3 加L濾波后輸出波形及其諧波含量

逆變電路采用H橋結構，開關頻率10KHz，輸出電流為300A。實際應用中輸入380V50Hz標準交流電，經過三相整流得到穩定的直流電壓540V，仿真中采用直流電源代替，主要考慮文章中主要研究逆變輸出的影響。

3 電源干擾測試及抑制實驗

本方案實驗采用1.5A規格的電除塵用高壓電源柜體，帶純阻性負載，一次電流I1=300A，分五個測試點：①柜體出線；②1，3測試點中間；③柜體和變壓器連線中點；④3，5測試點中間；⑤靠變壓器進線。采用日置磁場測試儀FT3470-52進行試驗，測試儀配有兩個測試傳感器分別為100cm2和3cm2[6]。如圖4所示。

圖4 日置磁場測試儀FT3470-52及配套100cm2測試探頭和3cm2測試探頭

1.5A高壓電源柜通電測試結果：

測試儀顯示為磁感應強度B，單位T，查閱標準采用磁場強度H，單位A/m。兩者關系為H=B/μ，其中μ是磁導率。（見表1、表2）

4 結束語

通過上述仿真FFT分析以及1.5A高壓電源柜體加電感濾波試驗分析，加裝電感對近柜體側影響較大，隨著離變壓器距離的減少，影響也逐漸降低。

參考文獻

[1]GB13223-2011.火電廠大氣污染物排放標準[S].

[2]GB7260.2-2003.不間斷電源設備（UPS）第2部分：電磁兼容性（EMC）要求[S].

[3]張曙，閆懷海，白真，等.大功率開關電源的EMC測試分析及EMI濾波器的正確選擇[J].UPS應用，2004（42）.

[4]燕宏斌，白真，高大慶，等.大功率開關電源中EMI干擾抑制[J].電源世界，2004（2）.

[5]陳濤，侯振義.開關電源的干擾及其抑制[J].電源技術應用，2005，8（11）.

[6]MAGNETIC FIELD HiTESTER FT3470-51/-52.HIOKI日置產品手冊[S].