Prof.dr Slobodan Vukosavić- Elektrotehnički fakultet u BeogradugDr Željko Despotović- Institut "Mihajlo Pupin", Beograd ,

Nikola Popov-, Elektrotehnički fakultet u BeograduMil T ić di l i ž T l kt M S il jMilan Tasić dipl. inž. -Termoelektrana Morava, Svilajnac

UVOD

U novije vreme se na tehnološkom tržištu elektrostatičkih filtara (ESF)sve više radi na razvoju visokofrekventnih (VF) prekidačkih izvora napajanja.

•Oni se postepeno uvode u sisteme ESF po prihvatljivoj ceni i postaju veomap p p p j j p jkonkurentni u odnosu na setove transformator/ispravljač i tiristorsku kontrolukoja se već dugo godina koristi u industriji.

•Novi VF prekidački izvori obezbeđuju dramatično različite performanse i fizičkekarakteristike ESF od tiristorskih izvora napajanja.

•Primenjeni u ovim aplikacijama novi VF prekidački pretvarači imaju značajanuticaj na izdvajačke sisteme i to sa aspekata konstrukcije, rada i održavanja.

HIBRIDNA REŠENJA ENERGETSKIH PRETVARAČA ZA NAPAJANJE ELEKTROSTATIČKIH FILTARA

•U nekim aplikacijama se veoma popularna hibridna rešenja

NAPAJANJE ELEKTROSTATIČKIH FILTARA

•U nekim aplikacijama se veoma popularna hibridna rešenjakoja kombinuju dobre osobine VF izvora napajanja velikesnage i postojećih 50/60Hz-nih transformatora.g p j

•U ovim slučajevima se primarni namotaji visokonaponskogt f t (VNT) j j l ti i ktransformatora (VNT) napajaju sa relativno niskomučestanošću, ali sa primenjenom strujnom kontrolom čime seobezbeđuje pravougaoni talasni oblik primarne strujeobezbeđuje pravougaoni talasni oblik primarne struje.

•Opseg primenjene učestanosti strujnog talasa je od 20Hz-p g p j j g j500Hz, dok je prekidačka učestanost na kojoj se ostvarujestrujna kontrola i praćenje referentne vrednosti struje od10kH 30kH10kHz-30kHz.

HIBRIDNO REŠENJE -DBS180 za NAPAJANJE ELEKTROSTATIČKIH FILTARA

Principska realizacija histerezisne strujne kontrole

Blok šema primenjene histerezisne strujne kontrole VNT

Realizacija kontrolnog kola retrofitnog napajanja sa komparatorom prozorakomparatorom prozora

(a) komparator prozora tzv. windows komparator

(b) karakteristični talasni oblici pojedinih kontrolnih signala.

EKSPERIMENTALNI REZULTATIOsciloskopski snimci trenutnih vrednosti struje i napona primara VNT

Uočava se da pri naponu Vs=540V porast (opadanje) struje ostvaruje za oko tr=30µs, što odgovarainduktivnosti od 1 5mHinduktivnosti od 1.5mH.Ovo je u skladu sa činjenicom da je stvarna rasipna induktivnost ispravljačkog VNT 0.4/55kV, 100kVA, 50Hz,proizvodnje TuR Dresden oko 1mH a da je vrednost redne prigušnice koja se na red dodaje primarnomnamotaju VNT iznosila Lr=500 µH.

EKSPERIMENTALNI REZULTATIOsciloskopski snimci struje i napona taložnih elektroda jedne od sekcija ESF

stacionarni režim stacionarni režim sa detaljni prikaz jedne periodestacionarni režimprikazom talasnosti napona ESF

detaljni prikaz jedne periodenaponskog ripla

EKSPERIMENTALNI REZULTATIOsciloskopski snimci kontrolnih signala histerezisnog strujnog regulatora

pozitivna poluperioda negativna poluperioda

EKSPERIMENTALNI REZULTATI

Struja primara VNT i izlazni napon na taložnim elektrodama ESF u trenutku preskoka

Uočava se da je neposrednonakon preskoka došlo do

j j i t jsmanjenja primarne strujeVNT na vrlo malu vrednost,odnosno do relativno brzogsmanjenja vrednosti naponasmanjenja vrednosti naponaESI na vrednost ≤5kV.Vreme pauze je trajalo oko60ms60ms

CH1-struja primara VNT (žuti trag)100A/V,CH2-negativna vrednost napona na ESF (plavi trag)10kV/V,vremenska podela 40ms/c

EKSPERIMENTALNI REZULTATINapon is struja primara VNT u trenutku preskoka

CH1-napon primara VNT(plavi trag)1kV/V,CH2-struja primara VNT(žuti trag) 50A/V,vremenska podela 20ms/c

U intervalu pauze za dejonizaciju od 60ms, uočljivo da su i napon istruja primara VNT jednaki nuli.

EKSPERIMENTALNI REZULTATINapon is struja IGBT pretvarača u trenutku delovanja zaštite od direktnog kratkog spoja na izlaznim priključcima

CH1-napon primara VNT (žuti trag)1kV/V, CH2 struja primara VNTCH2-struja primara VNT (plavi trag) 40A/V, vremenska podela 40µs/c40µs/c.

EKSPERIMENTALNI REZULTATIPoređenje izlaznog napona ESF pri retrofitnom i 50Hz-nom napajanju

(a)- Snimci izlaznog napona ESF u kontinualnom režimu (bez preskoka), (b)-Odziv napajanja na preskok(b) Odziv napajanja na preskok

EKSPERIMENTALNI REZULTATI

Poređenje ulazne struje iz NN priključka 0.4kV/50Hz

(a)- Retrofitno napajanje , (b)-50Hz napajanje.

1‐VN izolator na 60kV strani VNtransformatora

2 VN 50Hz transformator 0 4/55kV 100kVA2‐VN 50Hz transformator 0.4/55kV, 100kVA,proizvodnje TuR Dresden, napona kratkogspoja 15%.

3‐Priključne tačke primara VNtransformatora

4‐Ekspanzioni sud VN transformatora4‐Ekspanzioni sud VN transformatora

5‐VN kabl VN izolator ispravljača i taložneelektrode ESF.

6‐Energetski pretvarač 200kVA, baziran naIGBT prekidačima u H‐mostu

7‐DSP kontrolna jedinica za kontrolu IGBTpretvarača

8‐Operatorski panel za zadavanje8 Operatorski panel za zadavanjeparametara

9‐Pomoćno napajanje 24VDC (pogonil hl đ j č )ventilatora za hlađenje pretvarača)

10‐NN kabl PPOO‐y 4x35mm² za napajanjepretvarača

1‐Rebra za hlađenje VN 50Hz‐nogtransformatora

2‐DSP kontrolna jedinicaenergetskog IGBT pretvarača

3‐Operatorski panel za zadavanjeparametara

4‐IGBT pretvarač sa4 IGBT pretvarač saimplementiranom strujnomkontrolom

5 P iklj č i i ih j VN5‐Priključci primarnih namotaja VNtransformatora

6-Redne prigušnice Lr1=Lr2=250µHp g µ(Lr=500 µH) u svakoj od priključnihgrana primarnog kola VNtransformatora

7‐NN priključni kabl za dovodnapajanja 3x0.4kV+PE, 50Hz.

8‐Strujni senzor LEM 0‐1000A

Tehničke karakteristike realizovanog IGBT pretvaračaETF DBS 180 t fit j j ESFETF DBS-180 za retrofitno napajanje ESF naTE ”Morava” su :

Napajanje električnom energijom: 3x400V+PE, 50HzUlazna prividna snaga: 75kVAUlazna prividna snaga: 75kVAUlazni faktor snage: > 0.95Opterećenje: elektrodni sistem ESFTačnost strujne regulacije:

ZAKLJUČAKU radu je prikazano hibridno rešenje za napajanje ESF, kojim sezadržava jedinica transformator/ispravljač (T/I) klasičnog tiristorski

li iregulisanog sistema.

Umesto tiristorskog pretvarača za regulaciju sekundarnog naponaVNT se ugrađuje H- most sa IGBT prekidačima.

Osnovu upravljačkog istema čini histerezisni strujni regulator koji jep j g j g j jimplementiran u sklopu DSP upravljačkog sistema.

Kao rezultat primenjene strujne regulacije sa osnovnomKao rezultat primenjene strujne regulacije sa osnovnomučestanošću 50Hz , kao krajnji efekat, se dobijaju talasni oblicivisokog napona, koji daje VF napajanje, što dovodi do uvećanjaefikasnosti ESFefikasnosti ESF.

Razvijeni algoritam strujne kontrole je fleksibilan pošto dajek i ik ć t bil k k difik ij i đ jkorisniku mogućnost za bilo kakvom modifikacijom i unapređenjemrada ESF

Eksperimetalna potvrda predloženog načina upravljanjai merenje efikasnosti čišćenja su ostvareni narealnom pilot postrojenju elektrostatičkih filtara naTE "Morva“-Svilajnac.

Realizacija og projekta je finansirana delom od straneMinistarstva za nauku Republike Srbije u okvirup jProjekta tehnološkog razvojaZS-21007- " Razvoj i primena visokonaponskei k f k t k l šk tkl j jvisokofrekventne ekološke opreme za otklanjanjeaerozagađenja u industriji i elektroprivredi",

a delom od strane P.D. TENT- Obrenovac.