§ 3. Агрегаты питания электрофильтров

Эффективность электрофильтров в значительной степени определяется работой агрегатов питания. Агрегат питания должен обеспечивать проведение в процессе эксплуатации следующих основных операций:

а) включения и выключения электрофильтра с панели управления на месте и дистанционно;

б) регулирования выходного напряжения на электрофильтр в широких пределах;

в) поддержания на электродах электрофильтра напряжения, по возможности близкого к пробойному;

г) ограничения и последующего гашения электрических дуг, возникающих при пробоях электрофильтра;

д) автоматического повторного включения высокого напряжения после гашения дуги в электрофильтре.

В каждый современный агрегат питания входят следующие основные элементы: высоковольтный повысительный трансформатор; выпрямитель для преобразования переменного тока в постоянный; регулятор напряжения; высоковольтный выключатель; панель управления. Развитие схем и конструкций агрегатов питания прошло длинный и сложный путь. В настоящее время все вновь устанавливаемые электрофильтры снабжаются электроагрегатами высокого качества, полностью обеспечивающими эффективную работу этих аппаратов.

Однако ввиду того, что агрегаты питания выдерживают длительную эксплуатацию, в работе еще находится большое число агрегатов устаревших конструкций, постоянно заменяемых но­выми.

Агрегаты питания типа АФАС и АРС были первыми советскими агрегатами с автоматическим регулированием напряжения по дуговому пробою, т. е. с периодическим поиском возможного максимума. Для выпрямления переменного тока впервые в отечественной практике были применены селеновые выпрямители. Плавное регулирование напряжения в широких пределах осуществлялось с помощью магнитных усилителей.

Агрегаты типа АРС отличаются от агрегатов типа АФАС наличием в распределительном устройстве резервной шины, позволяющей подключать агрегат к любому полю. В остальном электрические схемы агрегатов обоих типов идентичны.

Агрегаты питания типа АИФ работают с автоматическим регулированием напряжения по числу искровых разрядов, что дает возможность по сравнению с агрегатами типа АРС еще более приблизить рабочее напряжение на электродах к пробойному. Отличительной особенностью агрегата типа АИФ является отсутствие релейной автоматики. Напряжение на электродах регулируется бесконтактным способом за счет применения полупроводниковых элементов, что значительно повышает срок службы агрегата и позволяет работать при более высоких электрических нагрузках.

Агрегаты питания типа АУФ универсальны в том смысле, что позволяют осуществлять регулирование напряжения на электродах электрофильтра тремя независимыми друг от друга способами: экстремальным, искровым и периодическим. Наиболее совершенный экстремальный способ регулирования по максимальному среднему напряжению на электродах, но он может быть осуществлен не при всех режимах. При невозможности применения экстремального способа следует использовать искровой способ регулирования, т.е. по числу искровых разрядов. В некоторых случаях пробой может происходить без искровых разрядов. В этом случае агрегат позволяет работать с периодическим поиском максимального напряжения.

Агрегаты питания типа АТФ. В данных агрегатах в отличие от агрегата питания типа АРС, АИФ и АУФ впервые применены тиристорные регуляторы, основным преимуществом которых по сравнению с магнитными усилителями является практически безынерционное действие, что очень важно для гашения дуговых разрядов в электрофильтре. Из других преимуществ агрегата типа АТФ можно отметить упрощенную конструкцию, прочность и долговечность основных узлов, большую надежность в эксплуатации, уменьшение габаритов и массы агрегата; в нем применены кремниевые мостовые выпрямители.

Агрегат типа АТФ однофазный и рассчитан на подсоединение к двум фазам сети трехфазного тока. Он состоит из четырех блоков (рис. 13.5): силового блока, включающего трансформатор и выпрямитель, распределительное устройство высокого напряжения; блока управления с регулирующей аппаратурой; навешенного на бак силового трансформатора и блока измерительных приборов и пусковых кнопок, выносимого часто в отдельное помещение.

Рис. 13.5. Общий вид агрегата питания типа атф

На базе агрегата типа АТФ в настоящее время выпускаются модернизированные аппараты типа АТПОМ, в которых полностью автоматизированы регулирование режима питания, работа систем встряхивания электродов и транспортировки пыли, режим поддержания температуры в изоляторных коробках.

Вся серия агрегатов типа АТФ и АТПОМ имеет следующие общие характеристики: частота 50 Гц, напряжение питающей сети 380 В, номинальное выпрямленное напряжение 80 кВ, коэффициенты мощности и к.п.д. при номинальной нагрузке соответственно 0,8 и 0,85. Выпускается пять модификаций агрегатов питания, отличающихся друг от друга силой выпрямленного тока и потребляемой мощностью:

Выбор аппарата производят по требующейся силе выпрямленного тока: I = Li_o·10³, где L — суммарная активная длина коронирующих электродов, питаемых от одного агрегата; i_o — линейная плотность тока, равная для гладких коронирующих электродов 0,08—0,1, для игольчатых 0,18—0,25 мА/м.

Полная мощность, потребляемая электрофильтром, равна

, (13.1)

где U_а — амплитудное напряжение, кВ; I_ср — средняя сила тока короны, А; K_ф — коэффициент формы выпрямленного тока, равный 1,1—1,3;  — к.п.д. агрегата; cosφ — коэффициент мощности; N₁ — мощность, потребляемая механизмами встряхиваний и обогревом изоляторных коробок.

Потребляемая электрофильтром мощность невелика, и возможная экономия ее ничтожна. Поэтому для обеспечения высокой эффективности мощность агрегатов питания ни в коем случае не должна ограничиваться.