延长高频电源控制器寿命的方法

高频电源是一个高度集成的大功率开关电源，是传统变压器和高压控制柜的结合体，它为高压静电除尘器电场提供所必须的设备以及这些设备的控制系统。它由高频整流变压器及逆变箱、控制箱、散热系统等组成。高频电源具有输出波纹小、平均电压电流高、工况适应性强、体积小、重量轻、模块化结构、转换效率高、功率因素高、三相平衡等多项显著优点，随着环境问题的日益严峻以及人们对环境质量要求的不断提高，高频电源就成为当前新环保标准下的发展趋势。

但随着设备的长期运行，高频电源也面临着电子元器件老化的情况，频繁出现主控制器故障现象，影响高压静电除尘器电场的除尘效率。本文就如何延长高频电源控制器使用寿命进行分析，并制定相应措施进行优化改善。

现状分析

1、环境因素

1）电除尘顶部采用全封闭设计，封闭房顶为彩钢瓦结构，隔热性能差，在夏季阳光暴晒期间，室内环境温度达到45℃左右，因密闭通风口小，降温效果不理想。

2）高频电源所有元器件为一体化集中式布局，控制箱紧贴在变压器散热片上，内部无通风散热口，控制箱本身属于导热物体，使控制箱内环境温度较高，而控制箱内EHC-II智能微机控制器本身温度更是高达67℃。

3）高频电源在高温下长期运行，大大降低高频电源内电子元器件的使用寿命。高频电源在运行5年后频繁发生高频电源智能微机控制器损坏故障。

2、灰尘影响

高频电源在运行时内部为负压，由于电除尘顶部灰尘量较大，灰尘非常容易进入高频电源内部，使通风效果变差，降低散热效果，从而导致各设备温度升高。

3、设备寿命及维护成本

目前国内发电厂高频电源的运行情况，都存在高频电源使用5年以后出现控制器等电子元器件频繁故障的问题，且备件费用及厂家技术服务费用昂贵，而电厂又要依赖备件及厂家的技术服务保障设备的可靠运行，造成设备维护成本较高。

处理方法

1、灰尘清理

除正常调停或者机组检修外，在夏季来临之前，开展预防性检修工作，对高频变压器内平板式散热器的散热片、高频变压器底部进风口、谐振电容以及二次取样板、高频电源控制箱进行清灰。同时增加电除尘顶部卫生清理的频次，由原来的不定期变为每周清理。

改善前：夏季经常出现IGBT的温度高达60℃，接近报警临近值（75-10=65℃），只能降低高频电源二次电压，大大降低了设备可靠性和性能。

改善后：通过深度清灰之后，在环境温度40℃时，IGBT的温度42℃，变压器温度42℃，散热效果改善较明显。

2、温度改善

2.1）原控制箱内未设计配置散热风扇、温度测点，电除尘顶部未配置温度计，为改善高频电源控制箱内环境温度，在电除尘BTR2控制箱内增加冷却风扇，布置在柜门中下部，并在侧面设计通风孔，增加内部空气流通，降低柜内环境温度。并在控制器旁增加测温探头，将温度显示器引出至高频电源外部，实时监控控制箱内温度。在电除尘顶部增加温度计，便于分析控制箱内温度与环境温度的变化趋势及后续的改善方案制定。

加装冷却风扇后，观察到控制箱内环境温度比室内温度平均高19℃。

而与未实施任何改善措施的控制箱内环境温度相比，仅相差1℃，降温效果不明显。

2.2）在夏季时保障西侧大门常开状态，加强电除尘顶部通风，降低电除尘顶部环境温度，同时并对西侧大门进行加固，防止随风飘动。

2.3）高频电源所有元器件为一体化集中式布局，控制箱紧贴在变压器散热片上，且内部无通风散热口，控制箱本身属于导热物体，使控制箱内环境温度较多。

考虑到驱动信号、二次电压电流等信号衰减问题，将BTR3控制箱移出至距离高频电源外部50公分左右位置，增加散热风扇对准控制器直吹，同时增加测温元件，时刻关注箱内环境温度变化。

移出后比室内环境温度平均高5.8℃，降温效果较明显。

通过与增加风扇（BTR2）、无降温措施（BTR4）的高频电源对比，在相同的环境温度下，移出的控制箱内环境温度与未移出加装冷却风扇（BTR2）相比，温度相差平均12℃；与无任何降温改善措施（BTR4）环境温度相差平均13℃，降温效果非常明显。

3、其他改善方法

3.1）由于室外环境温度总高于室内温度，考虑敷设风道至每个高频电源控制箱内，在高频电源控制箱顶部增加通风口，通过冷却风机将室外风吹入控箱内冷却，并在箱体顶部布置散热孔，使热风从散热孔送出，再通过高频电源内部整体的散热系统由离心风机把热空气排出。

控制箱为封闭式设计，增加通风口直接引入环境风后，内部控制器的元器件还将受到环境温度、湿度、灰尘等方面的影响。特别在雨季，潮气易进入控制箱内，将大大降低设备可靠性，故此改善方案未执行。

3.2）考虑将压缩空气通过呼吸剂去潮后引入控制箱内部，并在箱体顶部布置散热孔，既可以避免潮气、灰尘，又能达到散热通风的效果。但压缩空气通过呼吸剂去潮后，风量将降低，且2台机组电除尘共计16台高频电源，每天需要的压缩空气用量较大，超过系统的原有设计，故此方案未实施。

3.3）将每台机组高频电源控制箱全部移出后集中布置，通过空调实现达到降温效果。集中控制除工作量大意外，二次电压电流、驱动信号等弱电信号的干扰、衰减将增加，设备可靠性将减低，故此方案未实施。

结论分析

通过以上原因分析及改善措施的实施，发现将高频电源控制箱从高频电源本体密封柜内移出，移至距离高频电源密封柜外部50公分位置处固定，实现分体布置，控制箱内环境温度大幅降低，电子元件运行环境极大改善，延长了寿命，提高了设备可靠性，降低了缺陷发生率，保证环保设备稳定运行。