一种等离子体点火系统及其电源系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于等离子体发生器的电源系统，包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜。其中，多脉波隔离变压器与电网连接，将电网电压降压隔离后输入至所述高频开关电源柜。高频开关电源柜产生脉动直流电压并进行高频调制，从而输出恒定的直流电。采用本发明专利技术的用于等离子体发生器的电源系统能够有效提高响应速度，同时能有效降低电网谐波电流含量，提高功率因数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及等离子体装置，特别涉及适用于等离子体点火系统及其电源系统。
技术介绍
目前，火力发电厂煤粉锅炉的点火及稳燃通常采用燃烧燃油的方式来实现。但是，这种燃油点火方式点火时间长、耗油量大。随着世界能源日益紧张，无油点火已成为锅炉点火的研究热点。在众多的无油点火方案中，等离子体点火技术受到了业界的广泛重视。与传统的油枪点火相比，等离子体点火具有经济、环保、高效、自动化程度高等诸多优点。目前，等离子点火接稳燃技术已成功应用于数百台300MW以上的发电机组，总装机容量达到2.3亿千瓦。与等离子体发生器相配套的电源系统对成功点火和稳然至关重要。相应的电源系统先后采用过恒压源硬特性电源串电阻和饱和电抗器调压电源。但因能量消耗依然较大、响应速度慢等缺点而难以广泛推广。当前，应用最为广泛的等离子体发生器专用电源系统采用了晶闸管器件的三相桥式整流电路结构。本专利技术的专利技术人对现有的采用晶闸管器件的等离子体发生器专用电源系统进行了深入研究，发现存在以下问题:由于电源负载为发生器电弧，其特性相当复杂，相应地，要求所配套的电源系统具有较快的响应速度。而现有的用于等离子体发生器的电源系统难以满足这一要求。
技术实现思路
本专利技术的专利技术人发现上述现有技术中存在问题，并因此针对所述问题中的至少一个问题提出了一种新的技术方案。本专利技术的一个目的是提供一种用于等离子体发生器的电源系统以及包括该电源系统的等离子体点火系统的技术方案。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于等离子体发生器的电源系统，包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜。其中，多脉波隔离变压器与电网连接，将电网电压降压隔离后输入至高频开关电源柜。高频开关电源柜产生脉动直流电压并进行高频调制，从而输出恒定的直流电。优选地，高频开关电源柜包括整流模块单元，该整流模块单元的电路可以采用降压式变换电路拓扑结构。优选地，整流模块单元可包括三相整流桥、输入滤波电感、输入滤波电容、主功率开关管、续流二极管和输出滤波电感。其中，三相整流桥的输出端与输入滤波电感的输入端连接。输入滤波电感的输出端与输入滤波电容的正端和续流二极管的阴极分别连接。输入滤波电容的负端与所述主功率开关管的发射极连接。主功率开关管的集电极与续流二极管的阳极和输出滤波电感分别连接。优选地，主功率开关管与续流二极管由绝缘栅双极型晶体管模块构成。优选地，整流模块单元为模块化结构，多个所述整流模块单元并联连接。优选地，高频开关电源柜还包括PLC控制单元和功率变换控制单元。其中，所述功率变换控制单元根据所述PLC控制单元的控制信号对所述整流模块单元进行控制。优选地，功率变换控制单元采用脉冲宽度调制方式对所述整流模块单元进行闭环控制。优选地，多脉波隔离变压器包括至少一个高压绕组和多个低压绕组，所述多个低压绕组中的相邻线圈之间的相位差相同。优选地，多个低压绕组可以并联运行。根据本专利技术的第一方面，提供了一种等离子体点火系统，包括等离子体发生器和相配套的电源系统。其中，电源系统包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜。多脉波隔离变压器与电网连接，将电网电压降压隔离后输入至所述高频开关电源柜。所高频开关电源柜产生脉动直流电压并进行高频调制，从而将恒定的直流电输出至所述等离子体发生器。其中，高频开关电源柜包括PLC控制单元、功率变换控制单元和整流模块单元，功率变换控制单元根据所述PLC控制单元的控制信号对所述整流模块单元进行控制，所述整流模块单元的电路采用降压式变换电路拓扑结构。多脉波隔离变压器包括至少一个高压绕组和多个低压绕组，所述多个低压绕组中的相邻线圈之间的相位差相同。本专利技术的一个优点在于，由于采用了高频电源柜，高频开关电源柜能够产生脉动直流电压并进行高频调制，有效提高了电源系统的响应速度，能够满足等离子发生器对响应特性的要求。通过以下参照附图对本专利技术的示例性实施例的详细描述，本专利技术的其它特征及其优点将会变得清楚。附图说明构成说明书的一部分的附图描述了本专利技术的实施例，并且连同说明书一起用于解释本专利技术的原理。参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本专利技术，其中:图1是示出本专利技术的用于等离子体发生器的电源系统的一个实施例的结构示意图。图2是示出图1中的整流模块的电路示意图。具体实施例方式现在将参照附图来详细描述本专利技术的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。本专利技术提供一种电源系统，可为等离子体发生器提供恒定的直流电。本专利技术的电源系统包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜。多脉波隔离变压器与电网连接，并将电网电压降压隔离后输入至高频开关电源柜。该高频开关电源柜可产生脉动直流电压并进行高频调制，从而为等离子体发生器提供恒定的直流电。由于本专利技术的电源系统设置了高频开关电源柜，该高频开关电源柜能够产生脉动直流电压并进行高频调制，因此本专利技术的电源系统的响应速度得到有效提高，能够满足等离子体发生器对响应特性的特殊要求，有利于成功点火和稳燃。下面结合附图详细描述本专利技术的优选实施例。图1为本专利技术的电源系统的一个实施例的结构示意图。如图1所示，多脉波隔离变压器2的输入端接入电网1，输出端与高频开关电源柜3电连接。高频开关电源柜3为等离子体发生器4提供恒定的直流电。其中，多脉波隔离变压器2包括高压绕组21和多个低压绕组22。一个低压绕组22的输出端与相应的一个高频开关电源柜3保持电连接。多个低压绕组22的线圈的相邻相位之间的相位差相同。例如，可以设置4个低压绕组22，相邻低压绕组22的相位差可以为15度，并且每个低压绕组22的容量相等。对于低压绕组22的数量，可以根据实际需要灵活设置。例如，可以只设置一个低压绕组22，使该低压绕组22单独运行。也可以设置多个低压绕组22，多个低压绕组22并行运行。这样，当与某个低压绕组22电连接的高频开关电源柜3发生故障时，其余的低压绕组22仍然能够正常运行。此外，在另外的一些实施例中，由于每台锅炉可以配置多层等离子体发生器，相应地也可根据需要设置多个电源系统。每个电源系统可包括至少一个高压绕组21和至少一个低压绕组22。此外，相邻低压绕组的线圈的相邻相位不限于15度，可以根据低压绕组的数量进行设置。本实施例中的高频开关电源柜3包括PLC控制单元31、功率变换控制单元32和整流单元33。其中，PLC控制单元31可内置Siemens的S7-200CPU可编程控制单元，可提供全面的在线模拟量和开关量数据信息，具有完善的保护告警功能和远程数据传输和通讯接口功能。本领域的技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于等离子体发生器的电源系统，其特征在于，包括多脉波隔离变压器和高频开关电源柜，其中，所述多脉波隔离变压器与电网连接，将所述电网电压降压隔离后输入至所述高频开关电源柜；所述高频开关电源柜产生脉动直流电压并进行高频调制，从而输出恒定的直流电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国柱，韦光辉，呼志杰，杨金华，梁强，
申请(专利权)人：烟台龙源电力技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37