一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统技术方案

技术编号:22358520 阅读:32 留言:0更新日期:2019-10-23 02:52
本发明专利技术公开了一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,应用于72对棒多晶硅还原炉,包括电源、变压器、负载硅棒模块和控制柜,72对硅棒分为6相,每相12对硅棒分为两组,每组6对硅棒依次串联;所述变压器为6相绕组,每相绕组对应两个并联并分别接地的负载硅棒模块;负载硅棒模块包括一功率调节模块和一组6对硅棒;每个功率调节模块与对应负载的6对硅棒之间,设有硅棒断路器和硅棒负载零序电流互感器,硅棒断路器和硅棒负载零序电流互感器分别与控制柜连接;硅棒负载零序电流互感器将流过自身的电流转化为信号传递至控制柜内。通过增加每相硅棒负载接地独立检测装置,区分每组硅棒负载接地故障,确保每组硅棒接地单独只跳1组硅棒负载。

An AC power supply system for 72 pairs of polycrystalline silicon reduction furnace

【技术实现步骤摘要】
一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统
本专利技术涉及多晶硅生产
,特别是涉及一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统。
技术介绍
多晶硅是半导体、电子信息和太阳能光伏电池等行业中最重要基础材料,多晶硅作为制备单晶硅的唯一原材料和生产太阳能电池的材料,其需求量日益增大。多晶硅生产企业为了降低能耗,对多晶硅还原炉的设计选型越来越大型化,多晶硅还原炉由原来的12对棒逐渐发展至36对棒、72对棒及以上。现有的最大型的多晶硅还原炉交流电源系统是应用于54对棒多晶硅还原炉上,而随着72对棒多晶硅还原炉的使用日益广泛,如何为72对棒多晶硅还原炉供电,也就成为目前多晶硅生产行业迫切解决的问题。目前大多数多晶硅生产企业是通过将两个现有的还原炉交流电源系统组合使用,为72对棒多晶硅还原炉供电,例如,使用两个36对棒多晶硅还原炉交流电源系统,或者使用一个24对棒多晶硅还原炉交流电源系统和一个48对棒多晶硅还原炉交流电源系统。另外一种方案为72对硅棒分为6相,每相包括12对硅棒,每相中各硅棒串接供电,此种方案在实际使用中因12对棒串联,运行系统电压高,造成还原炉运行后期因接地电流增加过大造成的缺相运行问题频发,减少多晶硅还原炉的有效运行时间,严重降低还原炉产量。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的上述不足,提供一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,用以解决72对棒多晶硅还原炉接地频繁缺相运行,有效运行时间短,单炉产量低能耗高的问题。为了解决上述技术问题,本专利技术采取的技术方案如下:一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,应用于72对棒多晶硅还原炉,包括电源、变压器、负载硅棒模块和控制柜,72对硅棒分为6相,每相12对硅棒分为两组,每组6对硅棒依次串联;所述变压器为6相绕组,每相绕组对应两个并联的负载硅棒模块;所述负载硅棒模块包括一功率调节模块和一组6对硅棒;通过降低电源电压,增加低压侧每档位电流参数值,满足还原炉运行要求。多晶硅还原炉硅棒正常运行时的接地电流主要为,电极周围与炉底盘之间绝缘压环因炉内非正常沉积的不定型硅等导电物质在高温下形成的泄漏电流。在排除工艺控制异常因素和硅棒靠壁等情况,其泄漏电流的大小与硅棒运行电压和硅棒对数密切相关,其关系为泄漏电流与硅棒运行电压和硅棒对数N的乘积成正比关系,而与接地电阻成反比例关系。每个功率调节模块与对应负载的6对硅棒之间,设有硅棒断路器和硅棒负载零序电流互感器,硅棒断路器和硅棒负载零序电流互感器分别与控制柜连接;所述硅棒负载零序电流互感器将流过自身的电流转化为信号传递至控制柜内,通过增加每相硅棒负载接地独立检测装置,区分每组硅棒负载接地故障,确保每组硅棒接地单独只跳1组硅棒负载。进一步地,每相绕组接地并设有绕组接地电流互感器,变压器与电源之间设有对应的还原炉变压器进线开关,绕组接地电流互感器、还原炉变压器进线开关分别与控制柜连接,绕组接地电流互感器将流过自身的电流转化为信号传递至控制柜内,作为功率单元及变压器低压侧绕组内部短路的后备保护。具体地,所述控制柜包括数据采集与处理控制器、DCS上位机和PLC控制器,所述数据采集与处理控制器分别与硅棒负载零序电流互感器、绕组接地电流互感器连接;所述DCS上位机、数据采集与处理控制器分别与PLC控制器连接;所述PLC控制器分别与硅棒断路器、还原炉变压器进线开关连接。优选地,所述数据采集与处理控制器与绕组接地电流互感器之间设有电流信号变送器。本专利技术提供一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,其中还原炉变压器低压绕组一拖二模式,每相绕组带2组硅棒负载,以每组6对硅棒负载,共12组硅棒组成72对棒还原炉交流电源系统,本申请电路扩展至以4对硅棒为模和以8对硅棒为模,构成的48对棒和96对棒还原炉交流电源系统。有益效果:1、本专利技术提供一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,通过优化还原炉变压器和还原炉交流调压电源组合方式,通过降低每组硅棒对数,从而降低系统运行电压,减少还原炉后期运行接地故障的发生,进而显著提高单炉产量。2、本专利技术提供一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,通过每相硅棒负载独立零序接地检测和还原变压器低压侧绕组接地电阻漏电流接地检测,来实现上下级配合方式,有选择性切除一半硅棒负载。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明,本专利技术的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。图1为该还原炉交流电源系统的电路结构示意图。图2为该还原炉交流电源系统A1相绕组的电路结构示意图。图3为该还原炉交流电源系统A1相绕组接地信号采集与控制逻辑图。图4为该还原炉交流电源系统A1相绕组接地保护控制逻辑图。图5为该还原炉交流电源系统A1相硅棒接地电流示意图。其中,各附图标记分别代表:1电源;2变压器;3A1-1#负载硅棒模块;31A1-1#功率调节模块;32A1-1#硅棒;33A1-1#硅棒断路器;34A1-1#硅棒负载零序电流互感器;4A1-2#负载硅棒模块;41A1-2#功率调节模块;42A1-2#硅棒;43A1-2#硅棒断路器;44A1-2#硅棒负载零序电流互感器;5还原炉变压器进线开关;6控制柜;61KT1数据采集与处理控制器;62DCS上位机;63PLC控制器;7A1相绕组;8绕组接地电流互感器;91Rg漏电等效电阻;92Ig接地漏电电流;93电极;94硅棒负载电压;9512对棒负载。具体实施方式根据下述实施例,可以更好地理解本专利技术。说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本专利技术可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本专利技术所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本专利技术所揭示的
技术实现思路
所能涵盖的范围内。同时,本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语,亦仅为便于叙述的明了,而非用以限定本专利技术可实施的范围,其相对关系的改变或调整,在无实质变更
技术实现思路
下,当亦视为本专利技术可实施的范畴。如图1所示,该应用于72对棒多晶硅还原炉的交流电源系统包括电源1、变压器2、负载硅棒模块和控制柜6,72对硅棒分为6相(分别为A1相、A2相、B1相、B2相、C1相、C2相),每相12对硅棒分为两组,每组6对硅棒依次串联;变压器2为6相绕组(分别为A1R、A2R、B1R、B2R、C1R、C2R),每相绕组对应两个并联的负载硅棒模块。如图2所示,以A1相为例,负载硅棒模块为A1-1#负载硅棒模块3和A1-2#负载硅棒模块4,二者并联。A1-1#负载硅棒模块3包括A1-1#功率调节模块31和一组6对的A1-1#硅棒32,A1-2#负载硅棒模块4包括A1-2#功率调节模块41和一组6对的A1-2#硅棒42。以A1相12对硅棒95串联为一组硅棒负载和二组6对A1相负载硅棒分为A1-1#硅棒32和A1-2#硅棒42,二者并联相比较。如图5所示A1-1#硅棒32的每对硅棒负载通过2个电极93固定在炉底盘上,Ig接地漏电电流92主要是电极93和炉底盘因存在Rg漏电等效电阻91,在U硅棒负载电压94作用下形成;根据Ig接地漏电电流92与硅棒负载电压94和硅棒对数N的关系并且6对硅棒硅棒负载电压94为12对硅棒电压本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,应用于72对棒多晶硅还原炉,其特征在于,包括电源(1)、变压器(2)、负载硅棒模块(3,4)和控制柜(6),72对硅棒分为6相,每相12对硅棒分为两组,每组6对硅棒依次串联;所述变压器(2)为6相绕组,每相绕组(7)对应两个并联的负载硅棒模块(3,4);所述负载硅棒模块包括一功率调节模块(31,41)和一组6对硅棒(32,42);每个功率调节模块与对应负载的6对硅棒之间,设有硅棒断路器(33,43)和硅棒负载零序电流互感器(34,44),硅棒断路器和硅棒负载零序电流互感器分别与控制柜(6)连接;所述硅棒负载零序电流互感器将流过自身的电流转化为信号传递至控制柜(6)内。

【技术特征摘要】
1.一种72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,应用于72对棒多晶硅还原炉,其特征在于,包括电源(1)、变压器(2)、负载硅棒模块(3,4)和控制柜(6),72对硅棒分为6相,每相12对硅棒分为两组,每组6对硅棒依次串联;所述变压器(2)为6相绕组,每相绕组(7)对应两个并联的负载硅棒模块(3,4);所述负载硅棒模块包括一功率调节模块(31,41)和一组6对硅棒(32,42);每个功率调节模块与对应负载的6对硅棒之间,设有硅棒断路器(33,43)和硅棒负载零序电流互感器(34,44),硅棒断路器和硅棒负载零序电流互感器分别与控制柜(6)连接;所述硅棒负载零序电流互感器将流过自身的电流转化为信号传递至控制柜(6)内。2.根据权利要求1所述的72对棒多晶硅还原炉交流电源系统,其特征在于,每相绕组(7)接地并设有绕组接地电流互感器(8),变压器(2)与电源(1)之间设有对应...

【专利技术属性】
技术研发人员:耿怀银
申请(专利权)人:新疆协鑫新能源材料科技有限公司
类型:发明
国别省市:新疆,65

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