电除尘二次电流、二次电压突降原因分析及解决方案

电除尘二次电流、二次电压突降原因分析及解决方案

庄国强,宋伊娜

（国能河北定州发电有限责任公司、河北工业大学电气工程及其自动化）

摘　要:主要介绍了电除尘运行中二次电流、二次电压突降造成烟尘出口瞬时超标的现象，从电除尘控制原理、二次电流、二次电压采样、电除尘系统接地等多个方面进行分析。找出了二次电流、二次电压突降原因，采取了相应的整改措施，消除了设备的隐患，保障了电除尘设备的可靠运行。

关键词：电除尘；二次电流、二次电流；

一 　概述

2014年河北定州发电有限公司完成1~4号机电除尘三相电源改造，实现电除尘出口烟尘浓度低于15mg/m3的目标。改造完成后，电除尘电气系统运行比较稳定。自2021年7月份以后1号炉1本体电除尘频繁出现多个电场二次电流、二次电压同时突降现象，如右图所示，二次电压最低降至20KV以下，造成烟尘排放瞬时超标，带来了环保压力。

二  电除尘三相电源工作原理

    如上图所示：三相电源（R、S、T）经双向可控硅控制后，送给三相整流变低压侧，升压后再经过三相桥式整流为直流高压输出到电场。电除尘控制器通过调整可控硅的导通角来实现电场二次电压的调整，还可以通过闪络频率控制、能量优化控制等方式实现电场二次电压的调整。

当电场发生闪络时，控制器会封闭可控硅导致二次电压降低，连续的闪络二次电压有可能降低到零。

当电场发生短路时，电场二次电压降为零，二次电流接近额定值。

当电场发生开路时，电场二次电流降为零，二次电压为额定值。

三  电场二次电压、二次电流突降原因分析

    由三相电源工作原理可知，造成电场二次电压、二次电流突降原因可分为以下4条：

1、控制器接到降压指令使二次电压、二次电流突降；

    电除尘三相电源正常运行时，电除尘电场二次电压、二次电流会按照控制器预先设定好的参数进行运行，如果需要改变电场的二次电压、二次电流等参数，可通过DCS将所需要修改的参数传送至控制器，电场就会按新设置参数进行运行。出现二次电压、二次电流突降，怀疑有指令送至控制器导致。经过查询二次电压、二次电流突降时段的DCS指令，未有DCS降压指令，也没有其他修改控制器参数的指令，可以判断二次电压、二次电流突降不是因指令而引起的。

2、电场绝缘下降或短路造成二次电压、二次电流突降

     根据电除尘工作原理可知：电场绝缘下降或短路会导致二次电压下降，但二次电流不会下降，反而会上升。因为二次短路的判断依据是二次电压为零、二次电流达到额定值。由此可知二次电流、二次电压突降并非是由电场绝缘下降或短路引起的。

3、外界干扰取样信号或控制器内部故障造成二次电流、二次电压突降

      如右图所示： 二次电流、二次电压取样是通过取样电阻R1、R3获取的，R2为二次电压取样的分压电阻。 二次电流取样电阻R1为3Ω，当电场电流（0~2A）通过时会在电阻上产生0~6V的取样电压。二次电压取样是通过R2、R3分压得到的， 取样电阻R3的电压进入控制器后电压值为0~4.5V，如果有外界感应电压干扰取样电压，造成取样电压突降，会造成电场二次电流、二次电压突降。                                

为排查确认是否由于外界干扰造成二次电流、二次电压突降，采取如下措施：

3.1将发生二次电压、二次电流突降的整流变控制器更换为新控制器

3.2将发生二次电压、二次电流突降的整流变二次电流、二次电压取样电缆重新敷设，并绕开原来的电缆路径，避免原来路径中的干扰信号。

措施完成后，经过运行观察，二次电压、二次电流突降现象仍然继续发生，未找到发生故障的真正原因。

4、整流变正极接地不良造成二次电压、二次电流突降。如图1所示：

4.1 正常情况下，电场电流是沿电场电流回流线到达电场正极板的，电场二次电流二次电压取样公共线是没有电流通过的，二次电流、二次电压取样信号都是电压信号。

4.2二次电流取样电阻R1阻值为3Ω，在流过额定电流2A时，电流取样的电压是6V，如果电流取样的电压超过7.5V，控制器就会判断电场出现了闪络，闪络后控制器会封闭两个波，闪络消失后，电场电压恢复正常。如果出现连续的闪络，超过设定的闪频数，控制器会封闭可控硅，造成二次电流、二次电压迅速下降，闪络消失后，电场恢复正常。

4.3 当出现电场电流回流线出现接触不良或电场正极板接地不良时，电场回流的电流不能通过回流线回到电场正极，就会通过电除尘本体地线和二次电流电压取样公共线回到电场正极，（正常情况下电流电压取样公共线是没有电流通过的）经测量二次电流电压取样公共线阻值在2Ω左右。

4.4正常情况下二次电流取样的电压是R1上的电压，当电场额定二次电流2A时，也就是3ΩX2A=6V，当电场电流回流线出现接触不良或电场正极板接地不良时，电场电流就会通过二次电流电压取样公共线回流到整流变正极，此时二次电流取样的电压就变为取样电阻R1上的电压加上取样公共线的电压，即（3+2）ΩX2A=10V，2Ω为取样线的电阻，造成电流取样的电压大于7.5V。控制器就会判断电场出现了闪络，由于二次电流是持续的，相当于连续闪络，可控硅就会封闭，二次电压、二次电流突降，甚至降为零。

       4.5经过对电除尘本体、整流变、高压控制柜等设备接地的检查，发现存在以下问题 ：电除尘本体的外顶板与内顶板没有等电位金属连接； 整流变正极引出线未与电除尘外顶板进行等电位金属连接； 电除尘本体的外顶板之间的连接点断开。                                

四、整改措施：

      根据以上分析和现场检查结果，可以判断电除尘二次电压、二次电流突降原因是由于电场接地不良造成的。针对接地不良产生的原因采取了以下整改方案

     4.1将电除尘本体的外顶板与内顶板做等电位金属焊接连接；

     4.2将整流变正极引出线与电除尘外顶板进行等电位金属连接；

     4.3电除尘本体的外顶板之间的连接点进行重新焊接；

     4.4在电除尘本体的外顶板与高压控制柜用一根50mm2的电缆做等电位连接；

五、 效果及结论

     经过对电除尘控制原理的分析和现场实际设备的检查，找到了二次电压、电流突降的原因，并采取了相应的整改措施，利用机组检修机会，对其进行了整改。整改后经过一段时间的运行，未出现二次电压、二次电流突降现象。消除了设备隐患，保障了环保设备的可靠运行。

参考文献：

《静电除尘器用合体整流变压器》使用说明书  大连碧海电子设备有限公司  内部资料

《ZH2013T型电除尘器三相高压直流电源》 金华市中荷环保科技有限公司   内部资料