一种24对棒多晶硅还原炉供电系统技术方案

本发明专利技术公开了一种24对棒多晶硅还原炉供电系统，多晶硅还原炉中的24个硅棒对呈外环一、外环二、外环三、中环一、中环二和内环排列，供电系统包括运行电源、高压启动电源、三相三绕组变压器、第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜、切换柜和控制柜。本发明专利技术公开的24对棒多晶硅还原炉供电系统中，减小了占地面积；另外，多晶硅还原炉中的硅棒对呈外环、中环和内环排列，仅仅位于外环的硅棒对由高压启动电源启动，因此只有与位于外环的硅棒对对应的电极和电缆需要采用高绝缘等级材料制作，与现有的24对棒多晶硅还原炉供电系统相比，可以减少电极和电缆产生的费用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多晶硅生产
，尤其涉及一种M对棒多晶硅还原炉供电系统。
技术介绍
硅材料是半导体工业、电子信息产业和太阳能光伏电池产业中最重要功能性材料，多晶硅作为制备单晶硅的唯一原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，由原来的3 12对棒逐渐发展至M对棒及以上。目前，针对对对棒多晶硅还原炉的供电，主要是采用两套12对棒多晶硅还原炉的供电系统实现，其结构如图1所示。该供电系统包括2台10千伏的三相交流变压器、2套高压启动电源、6台功率柜、6台隔离切换柜和2台控制柜二4个硅棒对分别与高压启动电源连接，在利用高压启动电源击穿硅棒对之后，将M个硅棒对切换至由功率柜供电。上述M对棒多晶硅还原炉的供电系统占地面积很大，而多晶硅生产场地有限。因此，如何减小M对棒多晶硅还原炉供电系统的占地面积是本领域技术人员迫切需要解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种M对棒多晶硅还原炉供电系统，可以减小供电系统的占地面积。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案一种M对棒多晶硅还原炉供电系统，所述多晶硅还原炉中的M个硅棒对呈外环一、外环二、外环三、中环一、中环二和内环排列，所述供电系统包括运行电源、高压启动电源、三相三绕组变压器、第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜、切换柜和控制柜；其中，所述三相三绕组变压器的每相高压侧绕组与所述运行电源连接，每相中压侧绕组和低压侧绕组分别设置多个分抽头和一个末端抽头；所述第一功率柜的第一 L线依次通过第一开关电路、第一电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第一相中压侧绕组的分抽头连接，第一 N线与所述三相三绕组变压器的第一相中压侧绕组的末端抽头连接，第二 L线依次通过第二开关电路、第二电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第一相低压侧绕组的分抽头连接，第二 N线与所述三相三绕组变压器的第一相低压侧绕组的末端抽头连接，所述位于外环一的硅棒对串联于所述第一 L 线和第一 N线之间，所述位于外环二的硅棒对串联于所述第二 L线和第二 N线之间；所述第二功率柜的第三L线依次通过第三开关电路、第三电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第二相中压侧绕组的分抽头连接，第三N线与所述三相三绕组变压器的第二相中压侧绕组的末端抽头连接，第四L线通过第四电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第二相低压侧绕组的分抽头连接，第四N线与所述三相三绕组变压器的第二相低压侧绕组的末端抽头连接，所述位于外环三的硅棒对串联于所述第三L线和第三N线之间，所述位于中环一的硅棒对通过第一切换电路连接于所述第二 L线和第二 N线之间；所述第三功率柜的第五L线通过第五电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第三相中压侧绕组的分抽头连接，第五N线与所述三相三绕组变压器的第三相中压侧绕组的末端抽头连接，第六L线通过第六电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第三相低压侧绕组的分抽头连接，第六N线与所述三相三绕组变压器的第三相低压侧绕组的末端抽头连接，所述位于中环二的硅棒对通过第二切换电路连接于所述第五L线和第五N线之间，所述位于内环的硅棒对通过第三切换电路连接于所述第六L线和第六N线之间；所述切换柜包括隔离开关、第一子开关、第二子开关和第三子开关，所述隔离开关与所述高压启动电源连接，所述位于外环一的多个硅棒对通过所述第一子开关与所述隔离开关连接、并且与所述第一 N线的连接端通过所述第一子开关和隔离开关接地，所述位于外环二的多个硅棒对通过所述第二子开关与所述隔离开关连接、并且与所述第二 N线的连接端通过所述第二子开关和隔离开关接地，所述位于外环三的多个硅棒对通过所述第三子开关与所述隔离开关连接、并且与所述第三N线的连接端通过所述第三子开关和隔离开关接地；所述控制柜用于控制所述第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜和切换柜。由此可见，在本专利技术公开的M对棒多晶硅还原炉供电系统中，只包括一台三相三绕组变压器、三台功率柜、一台切换柜和一台控制柜，与现有的M对棒多晶硅还原炉供电系统相比，减小了占地面积；另外，多晶硅还原炉中的硅棒对呈外环、中环和内环排列，仅仅位于外环的硅棒对由高压启动电源启动，因此只有与位于外环的硅棒对对应的电极和电缆需要采用高绝缘等级材料制作，与现有的M对棒多晶硅还原炉供电系统相比，可以减少电极和电缆产生的费用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为现有的M对棒多晶硅还原炉供电系统的结构示意图；图2为硅棒对的结构示意图；图3为本专利技术公开的M对棒多晶硅还原炉中硅棒对的分布示意图；图4为本专利技术公开的一种M对棒多晶硅还原炉供电系统的结构示意图。具体实施例方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术公开一种M对棒多晶硅还原炉供电系统，可以减小供电系统的占地面积。多晶硅还原炉中设置有复数个硅棒，在装炉前将硅棒搭接成若干个闭合回路，每个闭合回路都由两根竖硅棒11和一根横硅棒12组成(如图2所示)，每个闭合回路为一个硅棒对。每个硅棒对中的两个竖硅棒11分别接在还原炉炉底的两个电极上，电极分别接通电源，对由两根竖硅棒11和一根横硅棒12形成的回路进行导电加热，每个硅棒对相当于一个电阻负载。在本专利技术中，多晶硅还原炉中的M个硅棒对呈外环、中环和内环排列，并且，位于外环的硅棒对被进一步划分为外环一、外环二和外环三，位于中环的硅棒对被进一步划分为中环一和中环二(如图3所示)。其中，可以将位于外环一、外环二、外环三、中环一、中环二和内环的硅棒对的数量分别设置为4。参见图4，图4为本专利技术公开的一种M对棒多晶硅还原炉的供电系统的结构示意图。该供电系统包括运行电源(图中未示出)、高压启动电源(图中未示出)、三相三绕组变压器1、第一功率柜2、第二功率柜3、第三功率柜4、切换柜5和控制柜6。其中，三相三绕组变压器1的每相高压侧绕组与运行电源连接，每相中压侧绕组和每相低压侧绕组分别设置多个分抽头和一个末端抽头。在本专利技术中优选为，每相中压侧绕组和低压侧绕组具有5个分抽头。第一功率柜2包括第一电子复合开关K11、第一开关电路K21、第一 L线Li、第一 N线Ni、第二电子复合开关K12、第二开关电路K22、第二 L线L2和第二 N线N2。第一 L线 Ll依次通过第一开关电路K21、第一电子复合开关Kll与三相三绕组变压器的第一相中压侧绕组的分抽头连接，第一 N线m与三相三绕组变压器的第一相中压侧绕组的末端抽头连接，第二 L线L2依次通过第二开关电路K22、第二电子复合开关K12与三相三绕组变压器的第一相低压侧绕组的分抽头连接，第二 N线N2与三相三绕组变压器的第一相低压侧绕组的末端抽头连接。位于外环一的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种２４对棒多晶硅还原炉供电系统，其特征在于，所述多晶硅还原炉中的２４个硅棒对呈外环一、外环二、外环三、中环一、中环二和内环排列，所述供电系统包括运行电源、高压启动电源、三相三绕组变压器、第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜、切换柜和控制柜；其中，所述三相三绕组变压器的每相高压侧绕组与所述运行电源连接，每相中压侧绕组和低压侧绕组分别设置多个分抽头和一个末端抽头；所述第一功率柜的第一Ｌ线依次通过第一开关电路、第一电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第一相中压侧绕组的分抽头连接，第一Ｎ线与所述三相三绕组变压器的第一相中压侧绕组的末端抽头连接，第二Ｌ线依次通过第二开关电路、第二电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第一相低压侧绕组的分抽头连接，第二Ｎ线与所述三相三绕组变压器的第一相低压侧绕组的末端抽头连接，所述位于外环一的硅棒对串联于所述第一Ｌ线和第一Ｎ线之间，所述位于外环二的硅棒对串联于所述第二Ｌ线和第二Ｎ线之间；所述第二功率柜的第三Ｌ线依次通过第三开关电路、第三电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第二相中压侧绕组的分抽头连接，第三Ｎ线与所述三相三绕组变压器的第二相中压侧绕组的末端抽头连接，第四Ｌ线通过第四电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第二相低压侧绕组的分抽头连接，第四Ｎ线与所述三相三绕组变压器的第二相低压侧绕组的末端抽头连接，所述位于外环三的硅棒对串联于所述第三Ｌ线和第三Ｎ线之间，所述位于中环一的硅棒对通过第一切换电路连接于所述第二Ｌ线和第二Ｎ线之间；所述第三功率柜的第五Ｌ线通过第五电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第三相中压侧绕组的分抽头连接，第五Ｎ线与所述三相三绕组变压器的第三相中压侧绕组的末端抽头连接，第六Ｌ线通过第六电子复合开关与所述三相三绕组变压器的第三相低压侧绕组的分抽头连接，第六Ｎ线与所述三相三绕组变压器的第三相低压侧绕组的末端抽头连接，所述位于中环二的硅棒对通过第二切换电路连接于所述第五Ｌ线和第五Ｎ线之间，所述位于内环的硅棒对通过第三切换电路连接于所述第六Ｌ线和第六Ｎ线之间；所述切换柜包括隔离开关、第一子开关、第二子开关和第三子开关，所述隔离开关与所述高压启动电源连接，所述位于外环一的多个硅棒对通过所述第一子开关与所述隔离开关连接、并且与所述第一Ｎ线的连接端通过所述第一子开关和隔离开关接地，所述位于外环二的多个硅棒对通过所述第二子开关与所述隔离开关连接、并且与所述第二Ｎ线的连接端通过所述第二子开关和隔离开关接地，所述位于外环三的多个硅棒对通过所述第三子开关与所述隔离开关连接、并且与所述第三Ｎ线的连接端通过所述第三子开关和隔离开关接地；所述控制柜用于控制所述第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜和切换柜。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王清华，
申请(专利权)人：重庆大全新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：85