CN102360856A - 110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器，它采用共轭结构将两台变压器以上下结构的方式结合到一起，放进同一油箱内，整流变的高压侧部分将两台变压器的一次绕组用星型连接后形成并联结构，低压侧部分将整流变上部绕组右绕形成△连接方式，下部绕组左绕形成Y连接方式，两个变压器的二次侧输出形成30°角差，出线端分别与外部整流桥相连，组成12脉波整流系统，同时将上下两部分滤波绕组并联连接后组成滤波绕组输出与LC滤波设备相连接。整流变的输出通过外部转换开关的控制实现整流变输出端的串联和并联，实现直流电压输出成倍增长，满足黑硅或绿硅冶炼生产的需求，同时也节约原材料，达到节能降耗、降低产品制造成本的目的。

Description

110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器

技术领域

本发明涉及一种整流变压器，尤其是一种110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器。

背景技术

碳化硅行业是一个高耗能、高污染行业，随着国家对产业结构的调整，对产能低、高耗能的生产设备进行淘汰，过去一些中小企业被迫关停，或更换大容量的生产设备，增加产能，减小能耗。在碳化硅的冶炼过程中，绿硅和黑硅对设备有不同的要求，在冶炼黑硅时要求电压低，电流大，而冶炼绿硅则要求电压较高，电流较炼黑硅时要小，调压范围在50％-100％之间，如何使一套设备既能炼绿硅，又能炼黑硅，并且不影响产品质量，一次设备投资小，使整流变压器需求增大，给整流变压器行业带来新的机遇，也给其配套设备一整流变压器带来新的技术挑战。

为了解决上述问题，用户提出了整流变压器配合整流柜要求能够达到串并联，在串联时电压高，并联时，电压低，同样的设备，达到了既能炼绿硅，又能炼黑硅的要求。

能满足上述要求的方案有两种，一种方案是做两台单独的整流变压器，但这种方案虽然制造简单，但制造成本高，且产品本身损耗大，不利于产品的市场竞争。另一种方案就是从技术上解决，将两台变压器结合到一起，即能满足用户的要求，又能节约原材料，达到节能降耗、降低产品制造成本的目的。但至目前为止，尚未见有同时可满足炼黑硅或绿硅生产需求的整流变压器的相关报导。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器，可以配合整流柜，实现低压输出端的串联或并联，电压调整范围扩大一倍，可满足冶炼黑硅或绿硅的生产需求。

本发明通过如下技术方案解决上述技术问题：

本发明110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器，采用共轭结构将两台变压器以上下结构的方式结合到一起，放进同一油箱内组合而成，其结构主要包括内部接线部分和绝缘结构部分，所述内部接线结构是，高压侧部分将两台变压器的一次绕组A1、B1、C1三相与A2、B2、C2三相采用星型连接后形成并联结构，由A、B、C端子共同输入高压电压，星点并联后形成共同的中性点O，低压侧部分将整流变上部绕组右绕形成△连接方式，下部绕组左绕形成Y连接方式，两台变压器的二次侧输出形成30°角差，出线端分别与外部整流桥相连，组成12脉波整流系统；所述绝缘结构部分是，上下两台变压器的绝缘绕组结构分别从外到内依次排列为滤波绕组、细调绕组、粗调绕组、高压绕组和低压绕组；变压器绕组间的主要绝缘结构是主绝缘角环和主绝缘隔板；上下两台变压器分别引出高压出头并由角环将高压出头与低压绕组和铁轭隔开；上下两台变压器的滤波绕组并联后输出与外部LC滤波设备相连接；上下两台变压器之间设有活动中轭。

本发明可通过与低压整流柜的配合，实现整流变压器低压输出端的串联或并联，电压调整范围扩大一倍，可满足冶炼黑硅或绿硅的生产需求，同时通过与外部滤波装置的配合，可满足电网对谐波要求。

附图说明

图1是本发明整流变压器的电气原理接线图。

图2是活动中轭及绕组放置示意图。

图3是本发明整流变压器的系统原理图。

图4本发明整流变压器的绝缘结构图。

图中：

1——滤波绕组

2——细调绕组

3——粗调绕组

4——高压绕组

5——低压绕组

6——整流变压器本体

7——整流桥一

8——整流桥二

9——LC滤波设备

10——电炉

21——铁心上轭

22——活动中轭

23——铁心心柱

24——铁心下轭

25——上部绕组

26——下部绕组

41——上部滤波绕组

42——上部细调绕组

43——上部粗调绕组

44——上部高压绕组

45——上部低压绕组

46——主绝缘角环

47——高压出头角环

49——主绝缘隔板

51——下部滤波绕组

52——下部细调绕组

53——下部粗调绕组

54——下部高压绕组

55——下部低压绕组

HD1——转换开关一

HD2——转换开关二

HD3——转换开关三

M1——开关电机一

M2——开关电机二

M3——开关电机三

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明：

如图1所示，整流变的每相高压连接由高压绕组4(包括上部高压绕组44和下部高压绕组54)、粗调绕组3(包括上部粗调绕组43和下部粗调绕组53)和细调绕组2(包括上部细调绕组42和下部细调绕组52)组成，上部A1、B1、C1三相输入端与下部A2、B2、C2三相输入端星型连接后形成并联结构，由A、B、C端子共同输入高压电压，星点并联后形成共同的中性点O。粗调绕组3与细调绕组2配合，其引出线连接到有载分接开关，形成49级有载调压。低压绕组5包括上部低压绕组45和下部低压绕组55，上部低压绕组45采用△接、下部低压绕组55采用Y接，形成30°角差，其出线端分别与外部整流桥一7和整流桥二8相连，组成12脉波整流系统。上下两部分滤波绕组am、bm、cm(即上部滤波绕组41)和xm、ym、zm(即下部滤波绕组51)并联连接后组成滤波绕组1输出与外部LC滤波设备9相连接，以消除由于整流而产生的谐波含量。

图2表明了整流变压器绝缘结构中上部绕组25(由上部滤波绕组41、上部细调绕组42、上部粗调绕组43、上部高压绕组44及上部低压绕组45组成)、下部绕组26(由下部滤波绕组51、下部细调绕组52、下部粗调绕组53、下部高压绕组54及下部低压绕组55组成)与活动中轭22及铁心心柱23的相对位置。整流变压器的铁心包括铁心心柱23、铁心上轭21、铁心下轭24和活动中轭22，铁心上轭21和铁心下轭24分别设在铁心心柱23的顶部和底部，活动中轭22位于上部绕组25与下部绕组26之间，当压紧器身时，活动中轭22可随上部绕组25和下部绕组26向下运动，避免了固定中轭的许多弊病。

如图3所示，整流变压器本体6的输出端子分别连接到两套整流桥即整流桥一7和整流桥二8上。当M3电机驱动转换开关HD3合闸的时候，整流桥一7的输出与整流桥二8的输出为串联状态，给电炉10供电；当M2电机驱动转换开关HD2合闸，同时M1电机驱动转换开关HD1合闸时，整流桥一7的输出和整流桥二8的输出为并联状态，给电炉10供电。通过转换开关HD1、HD2、HD3形成整流变输出端的串并联状态，实现直流电压输出电压变化范围成倍增长，满足碳化硅生产对变压器输出电压的需求。

如图4所示，整流变压器是将两台变压器采用共轭结构，以上下结构的方式结合到一起，置于同一油箱内。上部变压器的绝缘结构依次排列为上部滤波绕组41、上部细调绕组42、上部粗调绕组43、上部高压绕组44和上部低压绕组45，下部变压器的绝缘结构依次排列为下部滤波绕组51、下部细调绕组52、下部粗调绕组53、下部高压绕组54和下部低压绕组55。活动中轭22位于上部绕组25和下部绕组26之间。主绝缘角环46及主绝缘隔板49组成变压器绕组间的主要绝缘结构，通过主绝缘角环46的使用可降低端部电场强度，提高变压器的耐电强度。上下两台变压器分别引出高压出头并由角环47将高压出头与低压绕组和铁轭隔开，以加强端部绝缘，提高高压出线部分的绝缘强度，高压出头角环47可以防止高压出头对低压绕组及上下铁轭部分产生放电现象，加强出头部分的耐电强度。

本发明通过采用活动共轭结构，实现一机两用，高压侧采用并联结构，低压侧输出12脉波，配合整流柜，通过外部转换开关操作实现低压输出端的串联或并联，直流电压输出可成倍增长，从而满足黑硅或绿硅冶炼生产的需求，同时也节约原材料，达到节能降耗、降低产品制造成本的目的。

Claims (1)

1.110kV多用途碳化硅生产专用高效节能整流变压器，其特征在于，采用共轭结构将两台变压器以上下结构的方式结合到一起，放进同一油箱内组合而成，其结构主要包括内部接线部分和绝缘结构部分，所述内部接线结构是，高压侧部分将两台变压器的一次绕组A1、B1、C1三相与A2、B2、C2三相采用星型连接后形成并联结构，由A、B、C端子共同输入高压电压，星点并联后形成共同的中性点O，低压侧部分将整流变上部绕组右绕形成△连接方式，下部绕组左绕形成Y连接方式，两台变压器的二次侧输出形成30°角差，出线端分别与外部整流桥相连，组成12脉波整流系统；所述绝缘结构部分是，上下两台变压器的绝缘绕组结构分别从外到内依次排列为滤波绕组、细调绕组、粗调绕组、高压绕组和低压绕组；变压器绕组间的主要绝缘结构是主绝缘角环和主绝缘隔板；上下两台变压器分别引出高压出头并由角环将高压出头与低压绕组和铁轭隔开；上下两台变压器的滤波绕组并联后输出与外部LC滤波设备相连接；上下两台变压器之间设有活动中轭。

Images