專利名稱：110kV多用途碳化硅生產(chǎn)專用高效節(jié)能整流變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種整流變壓器，尤其是一種IlOkV多用途碳化硅生產(chǎn)專用高效節(jié)能整流變壓器。
背景技術(shù)：
碳化硅行業(yè)是一個高耗能、高污染行業(yè)，隨著國家對產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，對產(chǎn)能低、 高耗能的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行淘汰，過去一些中小企業(yè)被迫關(guān)停，或更換大容量的生產(chǎn)設(shè)備，增加產(chǎn)能，減小能耗。在碳化硅的冶煉過程中，綠硅和黑硅對設(shè)備有不同的要求，在冶煉黑硅時要求電壓低，電流大，而冶煉綠硅則要求電壓較高，電流較煉黑硅時要小，調(diào)壓范圍在 50% -100%之間，如何使一套設(shè)備既能煉綠硅，又能煉黑硅，并且不影響產(chǎn)品質(zhì)量，一次設(shè)備投資小，使整流變壓器需求增大，給整流變壓器行業(yè)帶來新的機(jī)遇，也給其配套設(shè)備一整流變壓器帶來新的技術(shù)挑戰(zhàn)。為了解決上述問題，用戶提出了整流變壓器配合整流柜要求能夠達(dá)到串并聯(lián)，在串聯(lián)時電壓高，并聯(lián)時，電壓低，同樣的設(shè)備，達(dá)到了既能煉綠硅，又能煉黑硅的要求。能滿足上述要求的方案有兩種，一種方案是做兩臺單獨(dú)的整流變壓器，但這種方案雖然制造簡單，但制造成本高，且產(chǎn)品本身損耗大，不利于產(chǎn)品的市場競爭。另一種方案就是從技術(shù)上解決，將兩臺變壓器結(jié)合到一起，即能滿足用戶的要求，又能節(jié)約原材料，達(dá)到節(jié)能降耗、降低產(chǎn)品制造成本的目的。但至目前為止，尚未見有同時可滿足煉黑硅或綠硅生產(chǎn)需求的整流變壓器的相關(guān)報導(dǎo)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種IlOkV多用途碳化硅生產(chǎn)專用高效節(jié)能整流變壓器，可以配合整流柜，實(shí)現(xiàn)低壓輸出端的串聯(lián)或并聯(lián)，電壓調(diào)整范圍擴(kuò)大一倍，可滿足冶煉黑硅或綠硅的生產(chǎn)需求。本發(fā)明通過如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題本發(fā)明IlOkV多用途碳化硅生產(chǎn)專用高效節(jié)能整流變壓器，采用共軛結(jié)構(gòu)將兩臺變壓器以上下結(jié)構(gòu)的方式結(jié)合到一起，放進(jìn)同一油箱內(nèi)組合而成，其結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)部接線部分和絕緣結(jié)構(gòu)部分，所述內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)是，高壓側(cè)部分將兩臺變壓器的一次繞組Al、 BUCl三相與A2、B2、C2三相采用星型連接后形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由A、B、C端子共同輸入高壓電壓，星點(diǎn)并聯(lián)后形成共同的中性點(diǎn)0，低壓側(cè)部分將整流變上部繞組右繞形成Δ連接方式， 下部繞組左繞形成Y連接方式，兩臺變壓器的二次側(cè)輸出形成30°角差，出線端分別與外部整流橋相連，組成12脈波整流系統(tǒng)；所述絕緣結(jié)構(gòu)部分是，上下兩臺變壓器的絕緣繞組結(jié)構(gòu)分別從外到內(nèi)依次排列為濾波繞組、細(xì)調(diào)繞組、粗調(diào)繞組、高壓繞組和低壓繞組；變壓器繞組間的主要絕緣結(jié)構(gòu)是主絕緣角環(huán)和主絕緣隔板；上下兩臺變壓器分別引出高壓出頭并由角環(huán)將高壓出頭與低壓繞組和鐵軛隔開；上下兩臺變壓器的濾波繞組并聯(lián)后輸出與外部LC濾波設(shè)備相連接；上下兩臺變壓器之間設(shè)有活動中軛。
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本發(fā)明可通過與低壓整流柜的配合，實(shí)現(xiàn)整流變壓器低壓輸出端的串聯(lián)或并聯(lián)， 電壓調(diào)整范圍擴(kuò)大一倍，可滿足冶煉黑硅或綠硅的生產(chǎn)需求，同時通過與外部濾波裝置的配合，可滿足電網(wǎng)對諧波要求。


圖1是本發(fā)明整流變壓器的電氣原理接線圖。圖2是活動中軛及繞組放置示意圖。圖3是本發(fā)明整流變壓器的系統(tǒng)原理圖。圖4本發(fā)明整流變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)圖。圖中
1——-濾波繞組
2——-細(xì)調(diào)繞組
3——-粗調(diào)繞組
4——-高壓繞組
5——-低壓繞組
6——-整流變壓器本體
7——-整流橋一
8——-整流橋二
9——-LC濾波設(shè)備
10—一電爐
21——一鐵心上軛
22一活動中軛
23———鐵心心柱
24——一鐵心下軛
25——一上部繞組
26——一下部繞組
41——一上部濾波繞組
42——一上部細(xì)調(diào)繞組
43——一上部粗調(diào)繞組
44——一上部高壓繞組
45——一上部低壓繞組
46——一主絕緣角環(huán)
47——一高壓出頭角環(huán)
49——一主絕緣隔板
51——一下部濾波繞組
52——一下部細(xì)調(diào)繞組
53——一下部粗調(diào)繞組
54——一下部高壓繞組
55——一下部低壓繞組
HDl-一轉(zhuǎn)換開關(guān)
HD2-一轉(zhuǎn)換開關(guān)
HD3-一轉(zhuǎn)換開關(guān)
Ml——一開關(guān)電機(jī)-
M2——一開關(guān)電機(jī)二
M3——一開關(guān)電機(jī)三
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖1所示，整流變的每相高壓連接由高壓繞組4 (包括上部高壓繞組44和下部高壓繞組54)、粗調(diào)繞組3 (包括上部粗調(diào)繞組43和下部粗調(diào)繞組5 和細(xì)調(diào)繞組2 (包括上部細(xì)調(diào)繞組42和下部細(xì)調(diào)繞組5 組成，上部Al、Bi、Cl三相輸入端與下部A2、B2、C2 三相輸入端星型連接后形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由A、B、C端子共同輸入高壓電壓，星點(diǎn)并聯(lián)后形成共同的中性點(diǎn)0。粗調(diào)繞組3與細(xì)調(diào)繞組2配合，其引出線連接到有載分接開關(guān)，形成49級有載調(diào)壓。低壓繞組5包括上部低壓繞組45和下部低壓繞組55，上部低壓繞組45采用Δ 接、下部低壓繞組55采用Y接，形成30°角差，其出線端分別與外部整流橋一 7和整流橋二 8相連，組成12脈波整流系統(tǒng)。上下兩部分濾波繞組am、bm、Cm(即上部濾波繞組41)和 xm、ym、zm(即下部濾波繞組51)并聯(lián)連接后組成濾波繞組1輸出與外部LC濾波設(shè)備9相連接，以消除由于整流而產(chǎn)生的諧波含量。圖2表明了整流變壓器絕緣結(jié)構(gòu)中上部繞組25 (由上部濾波繞組41、上部細(xì)調(diào)繞組42、上部粗調(diào)繞組43、上部高壓繞組44及上部低壓繞組45組成)、下部繞組沈(由下部濾波繞組51、下部細(xì)調(diào)繞組52、下部粗調(diào)繞組53、下部高壓繞組M及下部低壓繞組55組成)與活動中軛22及鐵心心柱23的相對位置。整流變壓器的鐵心包括鐵心心柱23、鐵心上軛21、鐵心下軛M和活動中軛22，鐵心上軛21和鐵心下軛M分別設(shè)在鐵心心柱23的頂部和底部，活動中軛22位于上部繞組25與下部繞組沈之間，當(dāng)壓緊器身時，活動中軛22 可隨上部繞組25和下部繞組沈向下運(yùn)動，避免了固定中軛的許多弊病。如圖3所示，整流變壓器本體6的輸出端子分別連接到兩套整流橋即整流橋一 7 和整流橋二 8上。當(dāng)M3電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)HD3合閘的時候，整流橋一 7的輸出與整流橋二 8的輸出為串聯(lián)狀態(tài)，給電爐10供電；當(dāng)M2電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)HD2合閘，同時Ml電機(jī)驅(qū)動轉(zhuǎn)換開關(guān)HDl合閘時，整流橋一 7的輸出和整流橋二 8的輸出為并聯(lián)狀態(tài)，給電爐10供電。 通過轉(zhuǎn)換開關(guān)HD1、HD2、HD3形成整流變輸出端的串并聯(lián)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)直流電壓輸出電壓變化范圍成倍增長，滿足碳化硅生產(chǎn)對變壓器輸出電壓的需求。如圖4所示，整流變壓器是將兩臺變壓器采用共軛結(jié)構(gòu)，以上下結(jié)構(gòu)的方式結(jié)合到一起，置于同一油箱內(nèi)。上部變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)依次排列為上部濾波繞組41、上部細(xì)調(diào)繞組42、上部粗調(diào)繞組43、上部高壓繞組44和上部低壓繞組45，下部變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)依次排列為下部濾波繞組51、下部細(xì)調(diào)繞組52、下部粗調(diào)繞組53、下部高壓繞組M和下部低壓繞組55。活動中軛22位于上部繞組25和下部繞組沈之間。主絕緣角環(huán)46及主絕緣隔板 49組成變壓器繞組間的主要絕緣結(jié)構(gòu)，通過主絕緣角環(huán)46的使用可降低端部電場強(qiáng)度，提高變壓器的耐電強(qiáng)度。上下兩臺變壓器分別引出高壓出頭并由角環(huán)47將高壓出頭與低壓繞組和鐵軛隔開，以加強(qiáng)端部絕緣，提高高壓出線部分的絕緣強(qiáng)度，高壓出頭角環(huán)47可以防止高壓出頭對低壓繞組及上下鐵軛部分產(chǎn)生放電現(xiàn)象，加強(qiáng)出頭部分的耐電強(qiáng)度。
本發(fā)明通過采用活動共軛結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)一機(jī)兩用，高壓側(cè)采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，低壓側(cè)輸出 12脈波，配合整流柜，通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)操作實(shí)現(xiàn)低壓輸出端的串聯(lián)或并聯(lián)，直流電壓輸出可成倍增長，從而滿足黑硅或綠硅冶煉生產(chǎn)的需求，同時也節(jié)約原材料，達(dá)到節(jié)能降耗、降低產(chǎn)品制造成本的目的。
權(quán)利要求
1. IlOkV多用途碳化硅生產(chǎn)專用高效節(jié)能整流變壓器，其特征在于，采用共軛結(jié)構(gòu)將兩臺變壓器以上下結(jié)構(gòu)的方式結(jié)合到一起，放進(jìn)同一油箱內(nèi)組合而成，其結(jié)構(gòu)主要包括內(nèi)部接線部分和絕緣結(jié)構(gòu)部分，所述內(nèi)部接線結(jié)構(gòu)是，高壓側(cè)部分將兩臺變壓器的一次繞組Al、 BUCl三相與A2、B2、C2三相采用星型連接后形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，由A、B、C端子共同輸入高壓電壓，星點(diǎn)并聯(lián)后形成共同的中性點(diǎn)0，低壓側(cè)部分將整流變上部繞組右繞形成Δ連接方式， 下部繞組左繞形成Y連接方式，兩臺變壓器的二次側(cè)輸出形成30°角差，出線端分別與外部整流橋相連，組成12脈波整流系統(tǒng)；所述絕緣結(jié)構(gòu)部分是，上下兩臺變壓器的絕緣繞組結(jié)構(gòu)分別從外到內(nèi)依次排列為濾波繞組、細(xì)調(diào)繞組、粗調(diào)繞組、高壓繞組和低壓繞組；變壓器繞組間的主要絕緣結(jié)構(gòu)是主絕緣角環(huán)和主絕緣隔板；上下兩臺變壓器分別引出高壓出頭并由角環(huán)將高壓出頭與低壓繞組和鐵軛隔開；上下兩臺變壓器的濾波繞組并聯(lián)后輸出與外部LC濾波設(shè)備相連接；上下兩臺變壓器之間設(shè)有活動中軛。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種110kV多用途碳化硅生產(chǎn)專用高效節(jié)能整流變壓器，它采用共軛結(jié)構(gòu)將兩臺變壓器以上下結(jié)構(gòu)的方式結(jié)合到一起，放進(jìn)同一油箱內(nèi)，整流變的高壓側(cè)部分將兩臺變壓器的一次繞組用星型連接后形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，低壓側(cè)部分將整流變上部繞組右繞形成△連接方式，下部繞組左繞形成Y連接方式，兩個變壓器的二次側(cè)輸出形成30°角差，出線端分別與外部整流橋相連，組成12脈波整流系統(tǒng)，同時將上下兩部分濾波繞組并聯(lián)連接后組成濾波繞組輸出與LC濾波設(shè)備相連接。整流變的輸出通過外部轉(zhuǎn)換開關(guān)的控制實(shí)現(xiàn)整流變輸出端的串聯(lián)和并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)直流電壓輸出成倍增長，滿足黑硅或綠硅冶煉生產(chǎn)的需求，同時也節(jié)約原材料，達(dá)到節(jié)能降耗、降低產(chǎn)品制造成本的目的。
文檔編號H01F30/06GK102360856SQ20111034586
公開日2012年2月22日 申請日期2011年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月4日
發(fā)明者康潔, 牛振忠, 陳宇 申請人:廣西恒順電器有限公司