高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)及方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)及方法，所述電源控制系統(tǒng)以DSP作為系統(tǒng)核心控制器，外部輸入信號(hào)分為模擬量和數(shù)字量輸入，模擬量輸入信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集部分直接輸入DSP、數(shù)字量輸入信號(hào)經(jīng)CPLD進(jìn)行邏輯處理后再輸入DSP，DSP輸出的控制信號(hào)也經(jīng)CPLD進(jìn)行邏輯處理后輸出，電源系統(tǒng)與上位機(jī)之間的通信通過(guò)RS232/485和CAN通信方式實(shí)現(xiàn)。所述控制方法主要包括二次電流電壓閃絡(luò)判斷方法、諧振電流閃絡(luò)判斷方法、最佳閃絡(luò)率控制方法。本發(fā)明能夠根據(jù)負(fù)載的變化實(shí)時(shí)且有效的控制電源輸出，在保證電源穩(wěn)定可靠工作的前提下提高了電源效率，獲得了良好的除塵效果。
【專(zhuān)利說(shuō)明】高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種靜電除塵系統(tǒng)，尤其涉及一種高頻高壓靜電除塵電源的控制系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，空氣污染日趨嚴(yán)重，在控制煙氣顆粒污染物排放方面，高壓靜電除塵器具有除塵效率高、能耗小、處理粉塵顆粒范圍寬和操作自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。高頻高壓供電電源是高壓靜電除塵器的核心部分，其供電方式、運(yùn)行方式及其控制方式的不同，對(duì)靜電除塵器的除塵效率和運(yùn)行穩(wěn)定性具有重要的影響，而全面、穩(wěn)定的電源控制系統(tǒng)是保證靜電除塵高壓電源穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，此外，電源控制系統(tǒng)還需要具有參數(shù)預(yù)測(cè)、故障診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器和監(jiān)控計(jì)算機(jī)，并可以進(jìn)行異地遠(yuǎn)程調(diào)試控制。靜電除塵高壓電源的控制系統(tǒng)包括電源保護(hù)控制和電源工作特性控制，電源的保護(hù)控制主要是防止電路工作中出現(xiàn)過(guò)壓過(guò)流，保證電源能夠正常運(yùn)行，電源工作特性控制主要是結(jié)合靜電除塵器特殊的工作特性來(lái)進(jìn)行控制。靜電除塵電源控制系統(tǒng)更重要的在于對(duì)其工作特性的控制，電源穩(wěn)定工作時(shí)需要提高輸出電壓，盡可能接近閃絡(luò)電壓，同時(shí)輸出電壓紋波小，準(zhǔn)確而快速地對(duì)閃絡(luò)進(jìn)行檢測(cè)和處理是提高除塵效率的關(guān)鍵，通過(guò)對(duì)閃絡(luò)下一次預(yù)期出現(xiàn)時(shí)間以及閃絡(luò)后輸出電壓上升速率進(jìn)行控制，來(lái)達(dá)到提高靜電源除塵效率的目的。為了盡量提高除塵效率，出現(xiàn)閃絡(luò)的次數(shù)也將增力口，因此還要求電源具備可靠的抗頻繁短路的能力以及完善的保護(hù)功能。所以電源控制系統(tǒng)應(yīng)該能夠根據(jù)負(fù)載的變化實(shí)時(shí)且有效的控制電源輸出，使除塵效率達(dá)到最佳。要達(dá)到提高靜電源除塵效率的目的，需要對(duì)高頻高壓靜電除塵電源的閃絡(luò)判斷方法、最佳閃絡(luò)率控制方法、系統(tǒng)保護(hù)方法、嚴(yán)重閃絡(luò)和拉弧處理方法，以及大小故障處理方法和輸出欠壓處理方法等進(jìn)行研究改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)及方法，使得高頻高壓電源能夠滿(mǎn)足大容量靜電除塵器在不同工況條件下的供電需求。
[0004]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):
[0005]一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)，包括DSP1、采集部分2、CPLD3、通信部分4，外部輸入信號(hào)分為模擬量輸入信號(hào)和數(shù)字量輸入信號(hào)，所述模擬量輸入信號(hào)包括進(jìn)線電流信號(hào)、母線電壓信號(hào)、一次側(cè)電流即諧振電流信號(hào)、二次側(cè)電流和電壓信號(hào)、一次二次側(cè)電流積分信號(hào)、變壓器油溫信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)，所述數(shù)字量輸入信號(hào)包括4路IGBT故障狀態(tài)反饋量輸入信號(hào)、過(guò)零檢測(cè)信號(hào)、一次側(cè)過(guò)流信號(hào)、18路狀態(tài)反饋信號(hào)，所述模擬量輸入信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集部分2輸入DSPl，所述數(shù)字量輸入信號(hào)經(jīng)CPLD3進(jìn)行邏輯處理后輸入DSPl，DSPl輸出的控制信號(hào)經(jīng)CPLD3進(jìn)行邏輯處理后輸出，數(shù)字量輸出部分包括一次二次電流積分的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出、12路繼電器控制信號(hào)輸出和PWM信號(hào)輸出，電源系統(tǒng)與上位機(jī)之間的通信通過(guò)RS232/485和CAN通信方式實(shí)現(xiàn)。
[0006]—種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的二次電流電壓閃絡(luò)判斷方法，包括:
[0007]I)采樣二次電流電壓，判斷二次電壓采樣值是否小于二次電壓設(shè)定值的一半，二次電壓設(shè)定值根據(jù)實(shí)際電場(chǎng)的情況取60KV?80KV ；
[0008]2)如果步驟I)的比較結(jié)果為是，則判斷二次電流采樣值是否大于二次電流設(shè)定值的K倍，其中，二次電流預(yù)設(shè)值取實(shí)際電場(chǎng)正常工作時(shí)二次電流采樣平均值的1.1?1.3倍，K的取值根據(jù)實(shí)際電場(chǎng)的特性取1.5?3 ;
[0009]3)如果步驟2)的比較結(jié)果為大于，則認(rèn)為發(fā)生閃絡(luò)，將閃絡(luò)次數(shù)加一；如比較結(jié)果為小于則返回步驟I);
[0010]4)如果步驟I)的判斷結(jié)果為否，將二次電壓采樣值與前一次二次電壓值進(jìn)行累加得二次電壓累加值，并將二次電壓累加預(yù)設(shè)值I賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值2，二次電壓累加值賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值I ;
[0011]5)判斷二次電壓累加值是否小于二次電壓累加預(yù)設(shè)值I的一半，判斷二次電壓累加值是否小于二次電壓累加預(yù)設(shè)值2的一半；
[0012]6)如果步驟5)的比較結(jié)果中有一個(gè)為是，則認(rèn)為發(fā)生閃絡(luò)，將閃絡(luò)次數(shù)加一；
[0013]7)如果步驟5)的比較結(jié)果均為否，則將二次電壓累加預(yù)設(shè)值I賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值2，二次電壓累加值賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值1，并將二次電壓累加值置零，程序返回進(jìn)入下一周期循環(huán)。
[0014]一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的諧振電流閃絡(luò)判斷方法如下:
[0015]I)采樣諧振電流，判斷一次諧振過(guò)程是否結(jié)束，如果結(jié)束則將諧振電流與諧振電流預(yù)設(shè)值加2比較，其中，諧振電流預(yù)設(shè)值取實(shí)際電場(chǎng)正常工作時(shí)諧振電流采樣平均值的1.1?1.3倍，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；
[0016]2)如果步驟I)的一次諧振過(guò)程結(jié)束，諧振電流與諧振電流預(yù)設(shè)值加2比較的結(jié)果為小于，則更新所有預(yù)設(shè)值，即將當(dāng)前正反向諧振電流峰值、反向諧振峰值累加與諧振電流值賦值給相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，并返回；
[0017]3)如果步驟I)判斷諧振過(guò)程未結(jié)束，則將諧振時(shí)間自增1，然后判斷是正向諧振還是反向諧振；
[0018]4)如果判斷為正向諧振，則判斷正向諧振峰值是否大于預(yù)設(shè)值的1.5倍，預(yù)設(shè)值一般取正常諧振電流峰值，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；
[0019]5)如果步驟4)的比較結(jié)果為小于，則再判斷正向諧振電流積分是否在上下限之間，上限一般取正常諧振電流積分的1.5倍，下限值一般取正常諧振電流積分的1.2倍，如果在上下限之間則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；如果不在上下限之間則返回；
[0020]6)如果步驟3)判斷為反向諧振，則將反向諧振峰值和預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常諧振電流峰值，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；如比較結(jié)果為小于則累加反向電流絕對(duì)值，即將反向諧振電流峰值的絕對(duì)值與前一時(shí)刻反向諧振電流峰值的絕對(duì)值相加，將累加后的值與預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常反向諧振電流峰值乘以反向諧振電流峰值累加次數(shù)，如果比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如比較結(jié)果為小于則程序返回。
[0021]一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的最佳閃絡(luò)率控制方法如下:[0022]I)根據(jù)閃絡(luò)率計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的時(shí)間timeA、timeB和timeC, 二次電壓上升的三個(gè)階段為發(fā)生閃絡(luò)后恢復(fù)供電的三個(gè)典型階段，根據(jù)閃絡(luò)電壓計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的臨界電壓riseA、riseB和riseC ;timeA、timeB和timeC以及臨界電壓riseA、riseB和riseC的計(jì)算是根據(jù)閃絡(luò)率所繪制的三斜率閃絡(luò)跟蹤圖計(jì)算得到；
[0023]2)根據(jù) timeA、timeB> timeC 和 riseA、riseB、riseC 計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的電壓上升速度slopA、SlopB和slopC，即用電壓上升量除以上升時(shí)間獲得，并預(yù)設(shè)一個(gè)電壓上升速度slopD，一般取slopC的1.2?1.5倍；
[0024]3)判斷二次電壓當(dāng)前值是否小于第一個(gè)臨界電壓riseA，判斷結(jié)果為小于則二次電壓當(dāng)前值以slopA的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回；
[0025]4)如果步驟3)的比較結(jié)果為二次電壓當(dāng)前值大于等于第一個(gè)臨界電壓riseA，則再將二次電壓當(dāng)前值與第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和比較，如果二次電壓當(dāng)前值小于第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和，則二次電壓當(dāng)前值以slopB的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回；如果二次電壓當(dāng)前值大于等于第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和，則再將二次電壓當(dāng)前值與閃絡(luò)電壓比較，如果二次電壓當(dāng)前值小于閃絡(luò)電壓，則二次電壓當(dāng)前值以slopC的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回；如果二次電壓當(dāng)前值大于閃絡(luò)電壓，則判斷是否發(fā)生有效閃絡(luò)，如果發(fā)生有效閃絡(luò)則經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回，如果未發(fā)生有效閃絡(luò)則二次電壓當(dāng)前值以預(yù)設(shè)的電壓上升速度slopD上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后程序返回。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)能夠根據(jù)負(fù)載的變化實(shí)時(shí)且有效的控制電源輸出，使除塵效率達(dá)到最佳。通過(guò)閃絡(luò)判斷方法、最佳閃絡(luò)率控制方法、系統(tǒng)保護(hù)方法、嚴(yán)重閃絡(luò)和拉弧處理方法等對(duì)高頻高壓靜電除塵電源系統(tǒng)進(jìn)行可靠、完善的控制，在保證電源穩(wěn)定可靠工作的前提下提高了電源效率，獲得了良好的除塵效果。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明的控制系統(tǒng)整體框圖；
[0028]圖2是本發(fā)明的軟件主程序流程圖；
[0029]圖3是本發(fā)明的保護(hù)程序流程圖；
[0030]圖4是本發(fā)明的二次電流電壓閃絡(luò)判斷流程圖；
[0031]圖5是本發(fā)明的諧振電流閃絡(luò)判斷流程圖；
[0032]圖6是本發(fā)明的最佳閃絡(luò)率控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0034]如圖1所示，一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)以DSP作為系統(tǒng)核心控制器。外部輸入信號(hào)分為模擬量和數(shù)字量輸入，模擬量輸入信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集部分直接輸入DSP、數(shù)字量輸入信號(hào)經(jīng)CPLD進(jìn)行邏輯處理后再輸入DSP，DSP輸出的控制信號(hào)也經(jīng)CPLD進(jìn)行邏輯處理后輸出。電源系統(tǒng)與上位機(jī)之間的通信通過(guò)RS232/485和CAN通信方式實(shí)現(xiàn)。
[0035]所述模擬量采集部分首先通過(guò)各類(lèi)傳感器將現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再根據(jù)模擬量信號(hào)的特點(diǎn)確定采樣頻率，然后設(shè)計(jì)數(shù)字濾波器并確定a/d變換的策略，以提高采樣精度，采集的模擬量主要包括進(jìn)線電流、母線電壓、一次側(cè)電流即諧振電流、二次側(cè)電流電壓和一 / 二次側(cè)電流積分以及變壓器油溫、環(huán)境溫度。所述數(shù)字量輸入輸出部分通過(guò)CPLD擴(kuò)展DSP的數(shù)字量I/O 口，數(shù)字量信號(hào)經(jīng)CPLD與DSP連接，數(shù)字量輸入信號(hào)首先送入CPLD對(duì)數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行邏輯處理，處理的結(jié)果再送入DSP，DSP輸出的控制信號(hào)經(jīng)CPLD進(jìn)行邏輯處理后輸出，數(shù)字量輸入信號(hào)包括4路IGBT故障狀態(tài)反饋量、過(guò)零檢測(cè)信號(hào)、一次側(cè)過(guò)流信號(hào)和18路狀態(tài)反饋信號(hào)(包括繼電器、接觸器狀態(tài)信號(hào)等)，數(shù)字量輸出信號(hào)包括2路積分的開(kāi)關(guān)信號(hào)、12路繼電器輸出信號(hào)和PWM輸出信號(hào)。
[0036]所述遠(yuǎn)程監(jiān)控與通信部分主要包括RS232/485通信和CAN通信三種方式，其中，RS232通信用于系統(tǒng)調(diào)試和程序燒寫(xiě)，RS485或CAN通信用于遠(yuǎn)程通信與監(jiān)控。為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離可靠通信，RS485或CAN通信通過(guò)串口服務(wù)器將電源系統(tǒng)中的RS485或CAN通信端口映射成上位機(jī)上的COM端口，并將串口信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號(hào)，再通過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換成光信號(hào)經(jīng)光纖實(shí)現(xiàn)信號(hào)遠(yuǎn)傳，在遠(yuǎn)端再經(jīng)過(guò)光電轉(zhuǎn)換模塊將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成以太網(wǎng)信號(hào)連接至上位機(jī)。多臺(tái)電源系統(tǒng)通過(guò)RS485或CAN總線組成網(wǎng)絡(luò)由上位機(jī)集中管理，所有電源運(yùn)行狀態(tài)包括運(yùn)行參數(shù)設(shè)置、顯示和故障狀態(tài)均在上位機(jī)上集中控制和顯示。
[0037]所述高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的控制方法及實(shí)現(xiàn)的主流程如圖2所示，開(kāi)機(jī)之后首先進(jìn)行初始化設(shè)置，等待電源供電穩(wěn)定，啟動(dòng)PWM輸出，然后進(jìn)入開(kāi)機(jī)軟啟動(dòng)，啟動(dòng)主電路，啟動(dòng)A/D采集，根據(jù)A/D采集的各部分電流電壓數(shù)據(jù)判斷是否出現(xiàn)故障，如果出現(xiàn)小故障則進(jìn)行小故障處理并上報(bào)給上位機(jī)，隨后再次判斷，如小故障排除則進(jìn)入下一步，如小故障仍未排除則停機(jī)，如果出現(xiàn)大故障，這里的大故障不包括拉弧故障，則直接停機(jī)報(bào)警并上報(bào)給上位機(jī)，如果未出現(xiàn)任何故障則直接進(jìn)入下一步，根據(jù)二次電壓和諧振電流判斷是否出現(xiàn)閃絡(luò)，如出現(xiàn)閃絡(luò)則進(jìn)行閃絡(luò)處理并上報(bào)給上位機(jī)，如果未出現(xiàn)閃絡(luò)則進(jìn)入下一步拉弧判斷，如出現(xiàn)拉弧則進(jìn)行拉弧處理，然后再重新判斷，如仍有拉弧則重新啟動(dòng)電源系統(tǒng)，如未出現(xiàn)拉弧則進(jìn)入下一步判斷是否欠壓，如果欠壓則進(jìn)行欠壓處理并上報(bào)給上位機(jī)，如未欠壓則進(jìn)行下一步閃絡(luò)率控制，使電源工作在最佳閃絡(luò)率狀態(tài)下，最后將各環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)參數(shù)傳給上位機(jī)并進(jìn)入下一周期循環(huán)。
[0038]所述電源控制系統(tǒng)的保護(hù)方法流程如圖3所示，該保護(hù)方法流程按照電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)順序進(jìn)行說(shuō)明，程序運(yùn)行中各部分保護(hù)采用中斷方式，不分先后。保護(hù)程序開(kāi)始，判斷進(jìn)線電流是否超限，如超限則進(jìn)行進(jìn)線過(guò)流處理，并判斷是否連續(xù)過(guò)流，如連續(xù)過(guò)流則停機(jī)報(bào)警，如不是連續(xù)過(guò)流則認(rèn)為進(jìn)線不過(guò)流，轉(zhuǎn)入判斷母線電壓超限判斷，如超限則進(jìn)行過(guò)壓處理，如未超限則判斷母線電壓是否欠壓，如欠壓則進(jìn)行欠壓處理，如未欠壓則轉(zhuǎn)入判斷IGBT是否有故障信號(hào)，如有故障信號(hào)則進(jìn)行故障信號(hào)處理，然后再判斷是否仍有故障，如有則停機(jī)報(bào)警，如沒(méi)有則轉(zhuǎn)入一次側(cè)過(guò)流判斷，如過(guò)流則進(jìn)行一次過(guò)流處理，并判斷是否連續(xù)過(guò)流，如連續(xù)過(guò)流則停機(jī)報(bào)警，如不是連續(xù)過(guò)流則轉(zhuǎn)入判斷IGBT溫度和變壓器油溫是否過(guò)高，如過(guò)高則進(jìn)行溫度超限處理，如不過(guò)高則轉(zhuǎn)入判斷二次側(cè)是否短路和開(kāi)路，如發(fā)生短路或開(kāi)路故障則進(jìn)行短路處理或開(kāi)路處理，如未發(fā)生短路和開(kāi)路故障則轉(zhuǎn)入二次過(guò)流判斷，如過(guò)流則進(jìn)行二次過(guò)流處理，并判斷是否連續(xù)過(guò)流，如連續(xù)過(guò)流則停機(jī)報(bào)警，如未連續(xù)過(guò)流則轉(zhuǎn)入二次過(guò)壓判斷，如過(guò)壓則進(jìn)行二次過(guò)壓處理，然后再判斷二次電壓是否下降，如未下降則停機(jī)報(bào)警，如下降則轉(zhuǎn)入一次電流積分和二次電流積分超限判斷，如積分超限則停機(jī)報(bào)警并保持當(dāng)前的采樣值，如積分未超限則進(jìn)入下一周期循環(huán)。
[0039]所述電源控制系統(tǒng)的閃絡(luò)判斷包括二次電流電壓閃絡(luò)判斷，流程如圖4所示，以及諧振電流閃絡(luò)判斷，流程如圖5所示。二次電流電壓閃絡(luò)判斷流程如下:采樣二次電流電壓，將二次電壓采樣值分別與二次電壓設(shè)定值的一半比較，如比較結(jié)果為小于則將二次電流采樣值與二次電流預(yù)設(shè)值的K倍比較，如比較結(jié)果為大于則認(rèn)為發(fā)生閃絡(luò)，將閃絡(luò)次數(shù)加一，如比較結(jié)果為小于則返回最上層；然后將二次電壓采樣值進(jìn)行累加得二次電壓累加值，并將二次電壓預(yù)設(shè)值I賦值給二次電壓預(yù)設(shè)值2，二次電壓采樣值賦值給二次電壓預(yù)設(shè)值I ;然后再將二次電壓累加值和二次電壓累加預(yù)設(shè)值I的一半和預(yù)設(shè)值2的一半比較，如比較結(jié)果中有一個(gè)為小于則認(rèn)為發(fā)生閃絡(luò)，將閃絡(luò)次數(shù)加一，如比較結(jié)果均大于則將二次電壓累加預(yù)設(shè)值I賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值2，二次電壓累加值賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值1，并將二次電壓累加值置零，程序返回進(jìn)入下一周期循環(huán)。諧振電流閃絡(luò)判斷流程如下:采樣諧振電流，判斷一次諧振過(guò)程是否結(jié)束，如果結(jié)束則將諧振電流與諧振電流預(yù)設(shè)值加2比較，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如比較結(jié)果為小于則更新所有預(yù)設(shè)值，即將當(dāng)前正反向諧振電流峰值、反向諧振峰值累加與諧振電流值賦值給預(yù)設(shè)值，并返回；如果諧振過(guò)程未結(jié)束則將諧振時(shí)間自增1，然后判斷是正向諧振還是反向諧振，如果判斷為正向諧振則將正向諧振峰值和預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常諧振電流峰值，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如比較結(jié)果為小于則再判斷正向諧振電流積分是否在上下限之間，上限一般取正常諧振電流積分的1.5倍，下限值一般取正常諧振電流積分的1.2倍，如果在則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如果不在則返回；如果判斷為反向諧振則將反向諧振峰值和預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常諧振電流峰值，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如比較結(jié)果為小于則累加反向電流絕對(duì)值，即將反向諧振電流峰值的絕對(duì)值與前一時(shí)刻反向諧振電流峰值的絕對(duì)值相加，將累加后的值與預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常反向諧振電流峰值乘以反向諧振電流峰值累加次數(shù)，如果比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如比較結(jié)果為小于則程序返回。
[0040]所述電源控制系統(tǒng)的最佳閃絡(luò)率控制方法流程如圖6所示，基本流程如下:根據(jù)閃絡(luò)率計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的時(shí)間timeA、timeB和timeC，二次電壓上升的三個(gè)階段為發(fā)生閃絡(luò)后恢復(fù)供電的三個(gè)典型階段，根據(jù)閃絡(luò)電壓計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的臨界電壓 riseA、riseB 和 riseC, timeA、timeB 和 timeC 以及臨界電壓 riseA、riseB 和 riseC的計(jì)算是根據(jù)閃絡(luò)率所繪制的三斜率閃絡(luò)跟蹤圖計(jì)算得到；再根據(jù)timeA、timeB、timeC和riseA、riseB、riseC計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的電壓上升速度slopA、slopB和slopC,即用電壓上升量除以上升時(shí)間獲得，并預(yù)設(shè)一個(gè)電壓上升速度slopD，一般取slopC的1.2?
1.5倍，然后將二次電壓當(dāng)前值首先與第一個(gè)臨界電壓riseA比較，如果比較結(jié)果為小于則二次電壓當(dāng)前值以slopA的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回，如果比較結(jié)果為大于則再將二次電壓當(dāng)前值與第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和比較，如果比較結(jié)果為小于則二次電壓當(dāng)前值以slopB的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回，如果比較結(jié)果為大于則再將二次電壓當(dāng)前值與閃絡(luò)電壓比較，如果比較結(jié)果為小于則二次電壓當(dāng)前值以slopC的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回，如果比較結(jié)果為大于則判斷是否發(fā)生有效閃絡(luò)，如果發(fā)生有效閃絡(luò)則經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回，如果未發(fā)生有效閃絡(luò)則二次電壓當(dāng)前值以預(yù)設(shè)的電壓上升速度slopD上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后程序返回。
[0041]所述電源控制系統(tǒng)的大故障判斷包括是否拉弧和發(fā)生嚴(yán)重閃絡(luò)、所有溫度是否超限、一次和二次電流積分是否超限、一次電流和二次電流電壓是否超限、進(jìn)線電流是否超限以及母線電壓是否超限或欠壓等，如發(fā)生大故障則停機(jī)進(jìn)行故障處理，然后再重新啟動(dòng)電源。
[0042]所述電源控制系統(tǒng)的小故障判斷包括每分鐘閃絡(luò)發(fā)生的次數(shù)是否超限、進(jìn)線電流是否小于計(jì)算值、所有溫度是否大于某一設(shè)定值而小于上限值、一次電流和二次電流電壓是否大于某一設(shè)定值而小于上限值以及一次和二次電流積分是否小于下限值，如發(fā)生小故障則在線處理，然后再次判斷，如故障排除則電源繼續(xù)運(yùn)行，如故障未排除則停機(jī)報(bào)警。
[0043]除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)，其特征在于，包括DSP (I)、采集部分(2)、CPLD (3 )、通信部分(4 )，外部輸入信號(hào)分為模擬量輸入信號(hào)和數(shù)字量輸入信號(hào)，所述模擬量輸入信號(hào)包括進(jìn)線電流信號(hào)、母線電壓信號(hào)、一次側(cè)電流即諧振電流信號(hào)、二次側(cè)電流和電壓信號(hào)、一次二次側(cè)電流積分信號(hào)、變壓器油溫信號(hào)、環(huán)境溫度信號(hào)，所述數(shù)字量輸入信號(hào)包括4路IGBT故障狀態(tài)反饋量輸入信號(hào)、過(guò)零檢測(cè)信號(hào)、一次側(cè)過(guò)流信號(hào)、18路狀態(tài)反饋信號(hào)，所述模擬量輸入信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集部分(2 )輸入DSP (I)，所述數(shù)字量輸入信號(hào)經(jīng)CPLD(3)進(jìn)行邏輯處理后輸入DSP (I), DSP (I)輸出的控制信號(hào)經(jīng)CPLD (3)進(jìn)行邏輯處理后輸出，數(shù)字量輸出部分包括一次二次電流積分的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸出、12路繼電器控制信號(hào)輸出和PWM信號(hào)輸出，電源系統(tǒng)與上位機(jī)之間的通信通過(guò)RS232/485和CAN通信方式實(shí)現(xiàn)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的二次電流電壓閃絡(luò)判斷方法，其特征在于，包括以下步驟:. 1)采樣二次電流電壓，判斷二次電壓采樣值是否小于二次電壓設(shè)定值的一半，二次電壓設(shè)定值根據(jù)實(shí)際電場(chǎng)的情況取60KV~80KV ； . 2)如果步驟I)的比較結(jié)果為是，則判斷二次電流采樣值是否大于二次電流設(shè)定值的K倍，其中，二次電流預(yù)設(shè)值取實(shí)際電場(chǎng)正常工作時(shí)二次電流采樣平均值的1.1~1.3倍，K的取值根據(jù)實(shí)際電場(chǎng)的特性取1.5~3 ; .3)如果步驟2)的比較結(jié)果為大于，則認(rèn)為發(fā)生閃絡(luò)，將閃絡(luò)次數(shù)加一；如比較結(jié)果為小于則返回步驟I); . 4)如果步驟I)的判斷結(jié)果為否，將二次電壓采樣值與前一次二次電壓值進(jìn)行累加得二次電壓累加值，并將二次電壓累加預(yù)設(shè)值I賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值2，二次電壓累加值賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值I ; .5)判斷二次電壓累加值是否小于二次電壓累加預(yù)設(shè)值I的一半，判斷二次電壓累加值是否小于二次電壓累加預(yù)設(shè)值2的一半； .6)如果步驟5)的比較結(jié)果中有一個(gè)為是，則認(rèn)為發(fā)生閃絡(luò)，將閃絡(luò)次數(shù)加一； 7)如果步驟5)的比較結(jié)果均為否，則將二次電壓累加預(yù)設(shè)值I賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值2，二次電壓累加值賦值給二次電壓累加預(yù)設(shè)值1，并將二次電壓累加值置零，程序返回進(jìn)入下一周期循環(huán)。
3.—種如權(quán)利要求1所述的高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的諧振電流閃絡(luò)判斷方法，其特征在于，包括以下步驟: .1)采樣諧振電流，判斷一次諧振過(guò)程是否結(jié)束，如果結(jié)束則將諧振電流與諧振電流預(yù)設(shè)值加2比較，其中，諧振電流預(yù)設(shè)值取實(shí)際電場(chǎng)正常工作時(shí)諧振電流采樣平均值的1.1~.1.3倍，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理； . 2)如果步驟I)的一次諧振過(guò)程結(jié)束，諧振電流與諧振電流預(yù)設(shè)值加2比較的結(jié)果為小于，則更新所有預(yù)設(shè)值，即將當(dāng)前正反向諧振電流峰值、反向諧振峰值累加與諧振電流值賦值給相應(yīng)的預(yù)設(shè)值，并返回； . 3)如果步驟I)判斷諧振過(guò)程未結(jié)束，則將諧振時(shí)間自增1，然后判斷是正向諧振還是反向諧振； .4)如果判斷為正向諧振，則判斷正向諧振峰值是否大于預(yù)設(shè)值的1.5倍，預(yù)設(shè)值一般取正常諧振電流峰值，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；.5)如果步驟4)的比較結(jié)果為小于，則再判斷正向諧振電流積分是否在上下限之間，上限一般取正常諧振電流積分的1.5倍，下限值一般取正常諧振電流積分的1.2倍，如果在上下限之間則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；如果不在上下限之間則返回； .6)如果步驟3)判斷為反向諧振，則將反向諧振峰值和預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常諧振電流峰值，如比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理；如比較結(jié)果為小于則累加反向電流絕對(duì)值，即將反向諧振電流峰值的絕對(duì)值與前一時(shí)刻反向諧振電流峰值的絕對(duì)值相加，將累加后的值與預(yù)設(shè)值的1.5倍比較，預(yù)設(shè)值一般取正常反向諧振電流峰值乘以反向諧振電流峰值累加次數(shù)，如果比較結(jié)果為大于則判斷為閃絡(luò)發(fā)生，進(jìn)行閃絡(luò)處理，如比較結(jié)果為小于則程序返回。
4.一種如權(quán)利要求1所述的高頻高壓靜電除塵電源控制系統(tǒng)的最佳閃絡(luò)率控制方法，其特征在于，包括以下步驟: O根據(jù)閃絡(luò)率計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的時(shí)間timeA、timeB和timeC，二次電壓上升的三個(gè)階段為發(fā)生閃絡(luò)后恢復(fù)供電的三個(gè)典型階段，根據(jù)閃絡(luò)電壓計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的臨界電壓riseA、riseB和riseC ;timeA、timeB和timeC以及臨界電壓riseA、riseB和riseC的計(jì)算是根據(jù)閃絡(luò)率所繪制的三斜率閃絡(luò)跟蹤圖計(jì)算得到； .2)根據(jù)timeA、timeB、timeC和riseA、riseB、riseC計(jì)算二次電壓上升三個(gè)階段的電壓上升速度sl0pA、SlopB和slopC，即用電壓上升量除以上升時(shí)間獲得，并預(yù)設(shè)一個(gè)電壓上升速度slopD, —般取slopC的1.2~1.5倍； .3)判斷二次電壓當(dāng)前值是否小于第一個(gè)臨界電壓riseA，判斷結(jié)果為小于則二次電壓當(dāng)前值以slopA的速度上升,并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回； .4)如果步驟3)的比較結(jié)果為二次電壓當(dāng)前值大于等于第一個(gè)臨界電壓riseA，則再將二次電壓當(dāng)前值與第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和比較，如果二次電壓當(dāng)前值小于第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和，則二次電壓當(dāng)前值以slopB的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回；如果二次電壓當(dāng)前值大于等于第一個(gè)臨界電壓riseA和第二個(gè)臨界電壓riseB的和，則再將二次電壓當(dāng)前值與閃絡(luò)電壓比較，如果二次電壓當(dāng)前值小于閃絡(luò)電壓，則二次電壓當(dāng)前值以slopC的速度上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回；如果二次電壓當(dāng)前值大于閃絡(luò)電壓，則判斷是否發(fā)生有效閃絡(luò)，如果發(fā)生有效閃絡(luò)則經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后返回，如果未發(fā)生有效閃絡(luò)則二次電壓當(dāng)前值以預(yù)設(shè)的電壓上升速度slopD上升，并經(jīng)過(guò)PID控制環(huán)節(jié)后程序返回。
【文檔編號(hào)】B03C3/68GK103611631SQ201310573698
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月18日
【發(fā)明者】曾慶軍, 章飛, 楊煒, 牟晉力, 仇家勝 申請(qǐng)人:江蘇科技大學(xué)