48對棒多晶矽還原爐供電系統及啟動方法
2023-05-14 02:29:51
48對棒多晶矽還原爐供電系統及啟動方法
【專利摘要】本發明公開了一種48對棒多晶矽還原爐供電系統，該還原爐內設置48個矽棒對，供電系統包括三相六繞組變壓器、高壓啟動電源、高壓維持電源、還原主功率電源和控制櫃，所述三相六繞組變壓器的高壓側繞組與三相電源連接，該三相六繞組變壓器的中壓側繞組和低壓側繞組均與不同的還原主功率電源連接，所述高壓維持電源與3組矽棒對中的每組矽棒對通過開關連接，所述高壓啟動電源與6組矽棒對中的每組矽棒對均通過開關連接，所述控制櫃與高壓啟動電源、高壓維持電源和還原主功率電源通過通訊連接。同時相應的公開一種48對棒多晶矽還原爐啟動方法，實現供電系統佔地面積小且降低安裝成本的優點。
【專利說明】48對棒多晶矽還原爐供電系統及啟動方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及多晶矽生產設備領域，具體地，涉及一種48對棒多晶矽還原爐供電系統及啟動方法。
【背景技術】
[0002]矽材料是半導體工業、電子信息產業和太陽能光伏電池產業中最重要功能性材料，多晶矽作為製備單晶矽的唯一原料和生產太陽能電池的材料，其需求量日益增大。多晶矽生產企業為了降低能耗，對多晶矽還原爐的設計選型越來越大型化，由原來的3~12對棒逐漸發展至24對棒及以上。
[0003]目前,針對48對棒多晶娃還原爐的供電,主要是米用一套12對棒多晶娃還原爐的供電系統及一 套36對棒多晶矽還原爐的供電系統來實現。該供電系統包括2臺10千伏的三相交流整流變壓器、I套高壓啟動電源、9臺功率櫃、9臺隔離切換櫃和I臺控制櫃，48個矽棒對分別與高壓啟動電源連接，在利用高壓啟動電源擊穿矽棒對之後，將48個矽棒對切換至由功率櫃供電。
[0004]上述48對棒多晶矽還原爐的供電系統佔地面積很大，而多晶矽生產場地有限，其次需要兩臺多晶矽還原爐的供電系統來完成供電，設備製造及安裝成本較高。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於，針對上述問題，提出一種48對棒多晶矽還原爐供電系統及啟動方法，以實現解決供電系統佔地面積大且降低安裝成本的優點。
[0006]為實現上述目的，本發明採用的技術方案是:
一種48對棒多晶娃還原爐供電系統，該還原爐內設置48個娃棒對,該48個娃棒對均分為6組,該6組娃棒對3組分布在外環，另外3組分布在內環,所述供電系統包括三相六繞組變壓器、高壓啟動電源、高壓維持電源、還原主功率電源和控制櫃，所述還原主功率電源為6個，且6個還原主功率電源分別與6組矽棒對一一對應連接，所述三相六繞組變壓器的高壓側繞組與三相電源連接，該三相六繞組變壓器的中壓側繞組和低壓側繞組均與不同的還原主功率電源連接，所述高壓維持電源與3組矽棒對中的每組矽棒對通過開關連接，所述高壓啟動電源與6組矽棒對中的每組矽棒對均通過開關連接，所述控制櫃與高壓啟動電源、高壓維持電源和還原主功率電源通過通訊連接。
[0007]根據本發明的優選實施例，所述6組娃棒對分別為Al相娃棒對、A2相娃棒對、BI相娃棒對、B2相娃棒對、Cl相娃棒對和C2相娃棒對,所述Al相娃棒對、BI相娃棒對和Cl相矽棒對排列在外環,所述A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對排列在內環,所述高壓啟動電源為4臺，該4臺高壓啟動電源分別為第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源，所述Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的8個矽棒對均分為第一小組和第二小組，所述第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源分別與Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中第一小組的4個矽棒對一一對應的並聯連接，且第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源還分別於Al相娃棒對、B1相娃棒對和Cl相娃棒對中的8個娃棒對中第二小組的4個娃棒對對應的並聯連接，所述A2相娃棒對、B2相娃棒對和C2相矽棒對均分為4個小組，每個小組包括相鄰的兩個矽棒對，且第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源分別與4個小組中的一個小組並聯。
[0008]根據本發明的優選實施例，所述6個還原主功率電源分別為Al相還原主功率電源、A2相還原主功率電源、B1相還原主功率電源、B2相還原主功率電源、Cl相還原主功率電源和C2相還原主功率電源,且Al相還原主功率電源與Al相矽棒對連接,A2相還原主功率電源與A2相矽棒對連接，BI相還原主功率電源與B1相矽棒對連接，B2相還原主功率電源與B2相矽棒對連接，Cl相還原主功率電源與Cl相矽棒對連接，C2相還原主功率電源與C2相矽棒對連接。
[0009]本發明的技術方案還公開了一種48對棒多晶矽還原爐供電系統的啟動方法，包括以下步驟:
步驟一:4臺高壓啟動電源分別擊穿Al相矽棒對、B1相矽棒對和Cl相矽棒對中的前4對娃棒；
步驟二:擊穿上述前4對矽棒之後，高壓啟動櫃停止工作，用高壓維持電源維持上述步驟一中4對矽棒繼續發熱，然後4臺高壓啟動電源繼續擊穿Al相矽棒對、B1相矽棒對和Cl相矽棒對中的後4對矽棒；
步驟三:上述Al相矽棒對、B1相矽棒對和Cl相矽棒對中的8對矽棒均擊穿之後，分別交接到對應的Al相還原主功率電源、B1相還原主功率電源、Cl相還原主功率電源迴路加
執.步驟四:在上述Al相矽棒對、B1相矽棒對和Cl相矽棒對擊穿後，爐內溫度得到提高，剩下的A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對採用每臺高壓啟動電源對應2對矽棒的方式進行擊穿。
[0010]根據本發明的優選實施例，所述高壓啟動電源提供O~12kV的可調電壓擊穿矽棒對的矽芯，當矽芯擊穿後，高壓啟動電源進入恆流運行；然後高壓維持電源為擊穿後的矽芯繼續提供加熱電源；矽芯電流升到設定電流值後，交接到還原主功率電源完成後續的還原加熱。
[0011]本發明的技術方案具有以下有益效果:
本發明的技術方案，通過設置高壓啟動電源、高壓維持電源和還原主功率電源，且在控制櫃和開關的配合下，採用一臺高壓啟動電源分步驟啟動多對矽棒，並使用高壓維持電源維持矽棒的擊穿狀態並加熱，然後使用還原主功率電源進行後續的加熱，減少了高壓啟動電源的使用個數，從而減小了供電系統的佔地面積，從而降低了安裝成本。
[0012]下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明實施例所述的48對棒多晶娃還原爐供電系統的原理框圖；
圖2和圖3為圖1所述的48對棒多晶矽還原爐供電系統中高壓啟動電源與1相矽棒對、B1相矽棒對和Cl相矽棒對的連接示意圖；圖4為圖1所述的48對棒多晶矽還原爐供電系統中高壓啟動電源與A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對的連接示意圖；
圖5為本發明實施例所述的48對棒多晶娃還原爐供電系統中48個娃棒對排列不意圖。
[0014]結合附圖，本發明實施例中附圖標記如下:
1-高壓啟動電源；2-矽棒；3_還原主功率電源；4_高壓維持電源；5_三相六繞組變壓器；6-控制櫃。【具體實施方式】
[0015]以下結合附圖對本發明的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優選實施例僅用於說明和解釋本發明，並不用於限定本發明。
[0016]如圖1所不,一種48對棒多晶娃還原爐供電系統，該還原爐內設置48個娃棒對，該48個娃棒對均分為6組,該6組娃棒對3組分布在外環,另外3組分布在外環，供電系統包括三相六繞組變壓器5、高壓啟動電源1、高壓維持電源4、還原主功率電源3和控制櫃6，還原主功率電源3為6個,且6個還原主功率電源3分別與6組娃棒對對應連接，三相六繞組變壓器5的高壓側繞組與三相電源連接，該三相六繞組變壓器的中壓側繞組和低壓側繞組均與不同的還原主功率電源3連接，高壓維持電源4與3組矽棒對中的每組矽棒對通過開關連接，高壓啟動電源I與6組矽棒對中的每組矽棒對均通過開關連接，控制櫃6與高壓啟動電源1、高壓維持電源4和還原主功率電源3通過通訊連接。
[0017]其中，如圖5所不，6組娃棒對分別為Al相娃棒對、A2相娃棒對、BI相娃棒對、B2相矽棒對、Cl相矽棒對和C2相矽棒對，Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對排列在外環，A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對排列在內環，高壓啟動電源為4臺，該4臺高壓啟動電源分別為第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源，如圖2和圖3所示，Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的8個矽棒對均分為第一小組和第二小組，第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源分別與Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中第一小組的4個矽棒對一一對應的並聯連接，且第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源還分別於Al相娃棒對、BI相娃棒對和Cl相娃棒對中的8個娃棒對中第二小組的4個娃棒對對應的並聯連接，即每個高壓啟動電源均與與Al相娃棒對、BI相娃棒對和Cl相矽棒對中的兩對矽棒分別連接，通過開關和控制櫃，控制高壓啟動電源和矽棒對間的迴路。
[0018]如圖4所示，A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對均分為4個小組,每個小組包括相鄰的兩個矽棒對，且第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源分別與4個小組中的一個小組並聯。
[0019]6個還原主功率電源分別為Al相還原主功率電源、A2相還原主功率電源、BI相還原主功率電源、B2相還原主功率電源、Cl相還原主功率電源和C2相還原主功率電源,且Al相還原主功率電源與Al相矽棒對連接，A2相還原主功率電源與A2相矽棒對連接，BI相還原主功率電源與BI相矽棒對連接，B2相還原主功率電源與B2相矽棒對連接，Cl相還原主功率電源與Cl相矽棒對連接，C2相還原主功率電源與C2相矽棒對連接。[0020]本發明的技術方案還公開了一種48對棒多晶矽還原爐供電系統的啟動方法，包括以下步驟:
步驟一:4臺高壓啟動電源分別擊穿Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的前4對娃棒；
步驟二:擊穿上述前4對矽棒之後，高壓啟動櫃停止工作，用高壓維持電源維持上述步驟一中4對矽棒繼續發熱，然後4臺高壓啟動電源繼續擊穿Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的後4對矽棒；
步驟三:上述Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的8對矽棒均擊穿之後，分別交接到對應的Al相還原主功率電源、BI相還原主功率電源、Cl相還原主功率電源迴路加
執.步驟四:在上述Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對擊穿後，爐內溫度得到提高，剩下的A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對採用每臺高壓啟動電源對應2對矽棒的方式進行擊穿。
[0021]其中，高壓啟動電源提供O~12kV的可調電壓擊穿矽棒對的矽芯，當矽芯擊穿後，高壓啟動電源進入恆流運行；然後高壓維持電源為擊穿後的矽芯繼續提供加熱電源；矽芯電流升到設定電流值後，交接到還原主功率電源完成後續的還原加熱。
[0022]本發明的技術方案主要適用於廠房位置有限、空間較小的生產現場使用，並且比國內外其他多晶矽廠同類48對棒還原爐供電系統(兩套獨立供電系統)要節約投資近30%。
[0023]最後應說明的是:以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說`，對於本領域的技術人員來說，其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種48對棒多晶矽還原爐供電系統，其特徵在於，該還原爐內設置48個矽棒對，該48個矽棒對均分為6組，該6組矽棒對3組分布在外環，另外3組分布在內環，所述供電系統包括三相六繞組變壓器、高壓啟動電源、高壓維持電源、還原主功率電源和控制櫃，所述還原主功率電源為6個,且6個還原主功率電源分別與6組娃棒對對應連接，所述三相六繞組變壓器的高壓側繞組與三相電源連接，該三相六繞組變壓器的中壓側繞組和低壓側繞組均與不同的還原主功率電源連接，所述高壓維持電源與3組矽棒對中的每組矽棒對通過開關均電連接，所述高壓啟動電源與6組矽棒對中的每組矽棒對均通過開關連接，所述控制櫃與高壓啟動電源、高壓維持電源和還原主功率電源通過通訊連接。
2.根據權利要求1所述的48對棒多晶矽還原爐供電系統，其特徵在於，所述6組矽棒對分別為Al相矽棒對、A2相矽棒對、BI相矽棒對、B2相矽棒對、Cl相矽棒對和C2相矽棒對，所述Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對排列在外環,所述A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對排列在內環，所述高壓啟動電源為4臺，該4臺高壓啟動電源分別為第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源，所述Al相矽棒對、BI相娃棒對和Cl相娃棒對中的8個娃棒對均分為第一小組和第二小組，所述第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源分別與Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中第一小組的4個矽棒對一一對應的並聯連接，且第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源還分別於Al相矽棒對、BI相娃棒對和Cl相娃棒對中的8個娃棒對中第二小組的4個娃棒對對應的並聯連接，所述A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對均分為4個小組，每個小組包括相鄰的兩個矽棒對，且第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源和第四高壓啟動電源分別與4個小組中的一個小組並聯。
3.根據權利要求1或2所述的48對棒多晶矽還原爐供電系統，其特徵在於，所述6個還原主功率電源分別為Al相還原主功率電源、A2相還原主功率電源、BI相還原主功率電源、B2相還原主功率電源、Cl相還原主功率電源和C2相還原主功率電源,且Al相還原主功率電源與Al相矽棒對連接，A2相還原主功率電源與A2相矽棒對連接，BI相還原主功率電源與BI相矽棒對連接，B2相還原主功率電源與B2相矽棒對連接，Cl相還原主功率電源與Cl相矽棒對連接，C2相還原主功率電源與C2相矽棒對連接。
4.一種利用權利要求3所述的48對棒多晶矽還原爐供電系統的啟動方法，其特徵在於，包括以下步驟: 步驟一:4臺高壓啟動電源分別擊穿Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的前4對娃棒； 步驟二:擊穿上述前4對矽棒之後，高壓啟動櫃停止工作，用高壓維持電源維持上述步驟一中4對矽棒繼續發熱，然後4臺高壓啟動電源繼續擊穿Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的後4對矽棒； 步驟三:上述Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對中的8對矽棒均擊穿之後，分別交接到對應的Al相還原主功率電源、BI相還原主功率電源、Cl相還原主功率電源迴路加執.步驟四:在上述Al相矽棒對、BI相矽棒對和Cl相矽棒對擊穿後，爐內溫度得到提高，剩下的A2相矽棒對、B2相矽棒對和C2相矽棒對採用每臺高壓啟動電源對應2對矽棒的方式進行擊穿。
5.根據權利要求4所述的48對棒多晶矽還原爐供電系統的啟動方法，其特徵在於，所述高壓啟動電源提供O~12kV的可調電壓擊穿矽棒對的矽芯，當矽芯擊穿後，高壓啟動電源進入恆流運行；然後高壓維持電源為擊穿後的矽芯繼續提供加熱電源；矽芯電流升到設定電流值後，交接到還原主功率電``源完成後續的還原加熱。
【文檔編號】C01B33/035GK103613099SQ201310579367
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月19日 優先權日:2013年11月19日
【發明者】張書濤, 王宏暉, 曹正宇, 彭江華 申請人:新特能源股份有限公司