電除塵高壓電源是將380V電網交流低壓電壓轉換為直流高壓的電能轉換裝置，也是電除塵本體狀態、煙氣特性的檢測儀器，發展歷程可分為單相LC恒流電源、可控硅工頻電源、高頻電源、脈沖電源。在當今工業廠礦環境中，環保和節能顯得越來越重要，而電除塵系統以及其核心的供電裝置，工業生產中發揮著越來越大和不可忽視作用。

電除塵高壓電源是工業除塵系統中的核心功率變換裝置，目前電除塵系統已包含多種學科的技術領域，總的發展趨勢是運維的智能化、控制的自動化、功率變換器的高頻化、系統運行費效比的合理化。

隨著新型電力電子器件和高性能微處理器的應用以及控制技術的發展，電除塵高壓電源的性格比越來越高，體積越來越小，價格越來越低，而且廠家仍在不斷地提高電源可靠性、轉換效率、本體適應性等方面做著新的努力，本文以作者多年來的從業者經歷，結合前輩和同行信息，著重對電除塵高壓電源的電除塵高壓電源發展歷程進行回顧，對發展現狀進行分析，對發展趨勢進行展望。

一發展歷程

電除塵高壓電源雖然伴隨著電除塵系統的出現而出現，但是隨著電力電子可控器件的發展才開始發展，針對電除塵的特殊應用工況，電除塵高壓電源的基本要求：

1、 高壓直流電；

2、 運行負載放電和短路運行不損壞；

（1）LC恒流源

19世紀80年代及以前，電除塵系統中應用的均為LC恒流電源，應用場景主要是干式電除塵器和電捕焦油器。

LC恒流源的原理就是在主回路中串并聯電感電容的組合，使得負載的輸出電流不隨負載電阻變化，實現恒流輸出，改變電容電感串并聯組的不同，實現對輸出電流大小的檔位調節。

（2）可控硅高壓工頻電源

19世紀90年代、隨著晶閘管成本的下降和控制方式的成熟，市場上出現了可控硅工頻電源，通過改變晶閘管的導通角來調節變壓器低壓側的輸入電壓有效值，進而調節輸出的直流高壓電的電壓值，這樣就可以對輸出電流進行精細調節，但這樣就喪失了電源的恒流特性，負載放電和短路時的電流沖擊很大，對電網和除塵本體都是一種損傷，采取的改進策略就是在低壓回路中串聯大電抗器，在本體放電時，依靠電感電流不能突變的原理，給關閉晶閘管的導通脈沖提供時間，使用中經常可以看到本體放電時，低壓電纜線會跳起來的原因。單相可控硅工頻電源與三相可控硅工頻電源原理一致，主要解決大功率單相運行三相不平衡問題。

（3）電除塵高頻電源

隨著電力電子器件IGBT的發展和控制技術的成熟，2003年法國阿爾斯通公司提出了電除塵高頻電源方案，在國外干式電除塵系統中成功運用，取得良好的效果，并在改造項目中替換工頻電源，對除塵效率的提高有不少幫助。

高頻電源在國內電廠系統中的成功運用，讓國內廠商看到電除塵電源的發展趨勢，紛紛引進人才和技術，開發相應產品。

（4）電除塵脈沖電源

在干式電除塵應用中，針對煙氣的高比電阻情況，顆粒物的直徑又非常小，實踐中發現，極小顆粒很難荷電，也就不能實現除塵凈化的效果，為了解決這種特殊情況，就提出了脈沖荷電的理論，丹麥史密斯率先開發出脈沖電源，國內往往稱為復合脈沖電源，應用于干式電除塵的末級電場，進行最終的精細化微小顆粒除塵。改電源實際上由兩套電源復合而成，基礎電源提供基礎電壓，脈沖電源提供脈沖電源，經過耦合裝置，形成最終需要的效果。

二現狀及發展方向

電除塵高壓電源，屬于非傳統電氣產品，為電除塵工程的附屬產品，行業有一定封閉性，加上市場規模不大，新入行的企業不多，電源公司往往是和除塵本體工程公司配套，有一定的依附關系，形成地域分片格局，目前主要分布于浙江金華、福建龍巖、湖北襄陽。下面對高壓電源的現狀和特點進行介紹：

LC恒流電源，已有幾十年應用歷史，為成熟產品，除非生產廠家偷工減料，再單純從故障率上來講，沒有什么問題，這也是一些出口非發達國家項目或生產安全要求嚴格單位等，而對最終排放指標要求不是很嚴格的項目，傾向于選用LC恒流電源的原因，盡量避免維護。

高壓工頻電源，包括單相或者三相電源，僅僅是解決了LC恒流電源不能精細調節輸出電流的問題，實現無檔位調節，但為此失去了恒流特性，本質上是不適合電除塵應用工況的，所接觸到的幾個生產廠家均不再對此種電源進行升級改進，沒有發展的潛力。

高頻電源是目前項目應用最多的類型，產品質量和性能均在不斷完善，價格從最初的幾十萬到現在的六七萬，小功率三萬多，散熱方式從最初的水冷改進為現在的風冷散熱，應該說是目前市場上性價比最高的高壓電源產品。由于主回路中串聯了電容，電源為恒流源，即使本體直接對地短路，輸出電流也只有額定電流的2倍以下，放電能量小，沒有短路沖擊；除塵本體由于具有阻容并聯特性，輸出電流的頻率越高，本體上的電壓越平滑，本體接受電流的能力越強，除塵效果越好。

由于高頻電源為應用的主流方向，對該型電源進行著重介紹。

方案來源為法國阿爾斯通公司，通過改變逆變頻率來改變輸出電流的大小，為變頻電源，在實際應用中發現，小電流輸出時高頻變壓器為低頻運行，有較大概率出現電流振蕩變壓器磁芯飽和問題，負載的等效特性影響到了LC諧振參數，低頻時某些頻率段表現明顯。表現就是高頻變壓器“吱吱”異響，損耗增加，IGBT電流增大觸發“一次電流過大保護”，嚴重時IGBT損壞。可能會有人疑問，阿爾斯通的高頻電源為什么沒有這個問題，原因是上面也提到，LC諧振中高頻變壓器低頻運行時振蕩問題出現，阿爾斯通走的是超高頻化、選型合理化、間歇供電算法等路線，即變壓器最高頻率為40kHz，加上電源額定規格選型合理，極少會使電源運行在低頻狀態，壞處就是需要增加物料成本和功率損耗。

針對該問題，國內電源廠家對電路方案進行了優化改進，即“恒高頻方案”，調節輸出電流的方式是通過調節低壓側的直流電壓實現的，分為降壓恒高頻和升壓恒高頻，并在項目中批量使用，實際效果不錯。

降壓恒高頻方案，把低壓側二極管整流橋，換為可控硅整流方案，通過控制可通過的導通角來對電網電壓進行斬波降壓，一次電壓調節范圍為：0~530Vdc，逆變頻率不變，沒有低頻階段，也就不存在高頻變壓器低頻振蕩飽和問題，但是電網功率因數低，電流諧波畸變率大，造成電網的損耗增加。

另外一種改版設計，把低壓側二極管整流橋換為IGBT整流方案，通過調節IGBT進行PWM整流升壓，一次電壓調節范圍為600~1200V，一次電壓和逆變頻率均可調節，8kHz以上起步，避免低頻運行。相較于降壓恒頻模式，有兩個優勢：采用IGBT整流技術，功率因數可達0.99，電網電流諧波畸變率小于5%，對電網無污染；大功率高頻電源研制難點主要是高頻整流變壓器體積小，高頻效應顯現，散熱不好處理，2000mA以上規格往往水冷這種笨辦法，采樣提高一次電壓的方案，降低一次高頻電流，進而降低了變壓器的損耗和故障率，常規風冷即可滿足要求。

復合脈沖電源，上面也說了主要針對高比電阻，微小顆粒物的荷電，主要應用于干式電除塵的末級電場供電(煙溫非常高的濕電應該也有一定效果，但沒做過類似項目，不確定)等特殊工況，由于其為兩套系統，價格和故障率均較高，并且實際對比效果不明顯，針對目前倡導的節能降耗，即環保治理能耗比，脈沖電源的節能效果同樣并不比其他電源的間歇供電模式效果明顯，因此市場接受度不高。由于本體負載具有電容特性，想要形成電壓脈沖，電源需要產生上百安培甚至幾百安培的脈沖電流加到本體上，市面上的復合脈沖電源能達到的這個電流輸出能力的很少，有一定弄虛作假。

三電除塵高壓電源的展望

產品質量完善化

電除塵電源，由于電氣部分長期處于戶外無遮擋環境，幾乎不會進行檢修維護，本身高壓電源設備的可靠性，加上這種惡劣使用環境，故障率相對其他產品來說相對較高，因此還需要完善。

運行智能化

有的小型廠礦企業甚至沒有電氣值班人員，因此對需要電源對工況變化的適應性，運行的自動化，報警保護的完備化。

價格合理化

電除塵高壓電源的價格隨著競爭的激烈，已經下來了，同時由于該電源的特殊應用，而市場規模不會很大，屬于電源系統里面的一個細分領域，加上電源售后服務，長期協助業主運維，價格下降的空間不大了。

服務完善化

電源作為系統的供電設備，更應該是一個診斷設備，因此需要用戶會用善用電源，因此電源企業對值班人員進行培訓操作，復雜問題的及時上門解決，針對故障率高的濕式電除塵項目，例如極線斷了，往往電源企業的客服需要先和業主溝通，判斷本體絕緣問題，在讓業主聯系濕電工程方解決問題。

運行節電化

環保系統為強制系統，并不產生經濟效益，因此業主對系統的運維費用比價在意，行業能也在推能效比的概念，電源作為系統的主要用電設備，承擔相當一部分節能降耗的任務。提高電源的轉換效率、功率因數等，根據排放值自動閉環改變輸出電流大小，間歇供電運行等。