CN104129788B - 一种多晶硅还原炉的启动系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种多晶硅还原炉的启动系统，包括高压启动装置和切换开关，其中高压启动装置用于利用低压交流电向多晶硅还原炉内的硅芯提供高压交流电，利用高压交流电将高阻抗的硅芯击穿以开始通过电流，电流产生的热量对多晶硅还原炉进行加热，切换开关用于关断或接通高压启动装置与硅芯的电连接。由于本申请提供的启动系统采用了四边形电路电流平衡技术，在利用高压击穿硅芯开始对多晶硅还原炉内进行加热，能够解决通过辐射棒加热启动方式造成的多晶硅还原炉内污染问题。同时，在启动时无需将还原电源柜出线端与高压启动电源断开；从而无需大电流隔离断路器柜。优化了启动系统结构，提高了运行可靠性，减小了厂房面积，节约了设备等投资。
Description
技术领域
本申请涉及光伏技术领域，更具体地说，涉及一种多晶硅还原炉的启动系统。
背景技术
多晶硅还原炉在生产时需要在硅芯中通电以产生热能，并将硅芯的温度保持在一定的范围内，然而硅芯在常温下的电阻异常大，在启动时需要提前通过辐射棒对炉内进行加热以降低硅芯的电阻，然而辐射棒会给炉内造成一定的污染，从而降低了产品的品质。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种多晶硅还原炉的启动系统，用于启动多晶硅还原炉，以解决通过辐射棒加热启动方式造成的多晶硅还原炉内污染问题。还用于优化多晶硅还原炉供电系统结构，减小设备占地面积，节约设备材料投资,提高设备运行可靠性。
为了实现上述目的，现提出的方案如下：
一种多晶硅还原炉的启动系统，包括高压启动装置和切换开关，其中：
所述高压启动装置用于利用低压交流电向所述多晶硅还原炉内的硅芯的两端输出高压交流电；
所述切换开关设置在用于连接所述高压启动电源与所述硅芯的线缆上。
优选的，所述高压启动装置包括组成和结构相同的四台高压启动电源；
所述高压启动电源设置有功率控制器和升压变压器，所述功率控制器用于接收并向所述升压变压器的原边输出所述低压交流电，并对所述低压交流电的功率进行控制；
所述升压变压器用于将所述低压交流电升压并输出所述高压交流电；
所述升压变压器的副边的输出端作为所述高压启动电源的输出端。
优选的，所述硅芯包括结构相同的并依次串联的第一硅芯、第二硅芯、第三硅芯和第四硅芯；
所述四台高压启动电源分别为第一高压启动电源、第二高压启动电源、第三高压启动电源和第四高压启动电源；
所述第一高压启动电源的输出端用于连接所述第一硅芯的两端；
所述第二高压启动电源的输出端用于连接所述第二硅芯的两端；
所述第三高压启动电源的输出端用于连接所述第三硅芯的两端；
所述第四高压启动电源的输出端用于连接所述第四硅芯的两端；
所述第一高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端与所述第二高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端相连接；
所述第二高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端与所述第三高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端相连接；
所述第三高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端与所述第四高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端相连接。
优选的，所述第一高压启动电源的输入端用于连接三相低压交流电的a相和b相；
所述第二高压启动电源的输入端用于连接所述三相低压交流电的b相和c相；
所述第三高压启动电源的输入端用于连接所述三相低压交流电的c相和b相；
所述第四高压启动电源的输入端用于连接所述三相低压交流电的b相和a相。
优选的，还包括第一平衡电抗器和第二平衡电抗器，其中：
所述第一平衡电抗器的一端与所述第一高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端相连接，另一端用于所述第一硅芯相连接并接地；
所述第二平衡电抗器的一端与所述第四高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端相连接，另一端用于与所述第四硅芯相连接并接地。
优选的，还包括用于向四个所述硅芯供电的还原电源。
优选的，所述还原电源的输出端在高压启动过程中两端接地保持0电位。
优选的，所述功率控制器的输入电压为380伏。
优选的，所述升压变压器的输入电压为380伏。
优选的，所述升压变压器的输出电压为6～12千伏。
从上述技术方案可以看出，本申请提供了一种多晶硅还原炉的启动系统，包括高压启动装置和切换开关，其中高压启动装置用于利用低压交流电向多晶硅还原炉内的硅芯提供高压交流电，利用高压交流电将高阻抗的硅芯击穿以开始通过电流，电流产生的热量对多晶硅还原炉进行加热，从而开始生产多晶硅，切换开关设置在用于连接高压启动装置和硅芯的线缆上，以关断或接通高压启动装置与硅芯的电连接。由于本申请提供的启动系统是利用高压击穿硅芯的方式开始对多晶硅还原炉内进行加热，无需设置辐射棒，因此能够解决通过辐射棒加热启动方式造成的多晶硅还原炉内污染问题。
由于本申请提供的启动系统采用了四边形电路电流平衡技术，在利用高压击穿硅芯开始对多晶硅还原炉内进行加热，无需将还原电源柜出线端与高压启动电源断开；从而无需大电流隔离断路器柜。优化了启动系统结构，提高了运行可靠性，减小了厂房面积，节约了设备等投资。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种多晶硅还原炉的启动系统的结构图；
图2为本申请另一实施例提供的一种多晶硅还原炉的启动系统的结构图；
图3为本申请又一实施例提供的一种多晶硅还原炉的启动系统的结构图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例一
图1为本申请实施例提供的一种多晶硅还原炉的启动系统的结构图。
如图1所示，本实施例提供的多晶硅还原炉的启动系统包括高压启动装置100和切换开关200。
高压启动装置100用于利用低压交流电产生高压交流电，并将该高压交流电输出到多晶硅还原炉(未示出)内的硅芯300两端，以利用高电压将高阻值的硅芯300击穿，击穿后硅芯300开始通过电流并产生热量，从而对炉内进行加热，通入炉内的三氯氢硅和氢气开始反应并还原出单质硅，单质硅沉积在硅芯300的表面。
切换开关200设置在用于连接高压启动装置100和硅芯300的线缆上。在将硅芯300击穿后需要及时停止向硅芯300输出高压交流电，切换开关200即用于在启动前接通高压启动装置100与硅芯300的电连接，而在击穿后及时关断高压启动装置100与硅芯300的电连接。
从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种多晶硅还原炉的启动系统，包括高压启动装置和切换开关，其中高压启动装置用于利用低压交流电向多晶硅还原炉内的硅芯提供高压交流电，利用高压交流电将高阻抗的硅芯击穿以开始通过电流，电流产生的热量对多晶硅还原炉进行加热，从而开始生产多晶硅，切换开关设置在用于连接高压启动装置和硅芯的线缆上，以关断或接通高压启动装置与硅芯的电连接。由于本申请提供的启动系统是利用高压击穿硅芯的方式开始对多晶硅还原炉内进行加热，无需设置辐射棒，因此能够解决通过辐射棒加热启动方式造成的多晶硅还原炉内污染问题。
高压启动装置100的输入电压优选380伏交流电，因为生产厂区的动力电一般为380伏交流电，因此采用380伏交流电作为高压启动装置100的输入电压非常方便实用。
实施例二
图2为本申请另一实施例提供的一种多晶硅还原炉的启动系统的结构图。
如图2所示，本实施例提供的多晶硅还原炉的启动系统包括高压启动装置100和切换开关200。
其中高压启动装置100包括四台高压启动电源10。
每台高压启动电源10中包括功率控制器101和升压变压器102，功率控制器101用于接收380伏交流电，并利用可控硅对其功率进行控制，然后将380伏交流电输出到升压变压器102的原边，即升压变压器102的原边接收的电压也为380伏交流电，升压变压器102的输出端输出电压为6～12千伏，具体输出电压根据硅芯300所需要击穿电压确定。
四台高压启动电源10依次为第一高压启动电源11、第二高压启动电源12、第三高压启动电源13和第四高压启动电源14，其升压变压器102的输出端依次串联，并分别向依次串联后的四个硅芯300供电。
具体串联的方式为第一高压启动电源11的升压变压器102的输出端的异名端与第二高压启动电源12的升压变压器的输出端的异名端相连接；第二高压启动电源12的升压变压器的输出端的同名端与第三高压启动电源13的升压变压器的输出端的同名端相连接；第三高压启动电源13的升压变压器的输出端的异名端与第四高压启动电源14的升压变压器的输出端的异名端相连接。
第一高压启动电源11的功率控制器101用于连接380伏交流电的a相和b相；第二高压启动电源12的功率控制器用于连接380伏交流电的b相和c相；第三高压启动电源13的功率控制器用于连接380伏交流电的c相和b相；第四高压启动电源14的功率控制器用于连接380伏交流电的b相和a相。
四台升压变压器的输出端按同极端连接在一起，通过接地点A和B形成四行结构，其电源相序按a-b-c-b-a四边型排列，并在第一高压启动电源和第四高压启动电源的一输出端串入平衡电抗器这样在高压启动负载不平衡时，升压变压器输出端出现的不平衡电压就会被平衡抵消，从而能够达到减小升压变压器二次环电流的目的。
四个硅芯300分别为依次串联的第一硅芯301、第二硅芯302、第三硅芯303和第四硅芯304。第一高压启动电源11的输出端与第一硅芯301的两端相连接；第二高压启动电源12的输出端与第二硅芯302的两端相连接；第三高压启动电源13的输出端与第三硅芯303的两端相连接；第四高压启动电源14的输出端与第四硅芯304的两端相连接。
切换开关200为多路切换开关，该多路切换开关设置在用于连接高压启动电源10与硅芯300的线缆上。
另外，在用于连接第一启动电源11的升压变压器102的输出端的同名端与第一硅芯301的线缆上设置有第一平衡电抗器201，在用于连接第四启动电源14的升压变压器的输出端的同名端与第四硅芯304的线缆上设置有第二平衡电抗器202，并且在A、B两点接地，防止高压启动时高电压穿入还原电源，通过接地方式使其还原电源出线主母线在高压启动击穿时为0电位。
实施例三
图3为本申请又一实施例提供的一种多晶硅还原炉的启动系统的结构图。
如图3所示，本实施例提供的多晶硅还原炉的启动系统是在上一实施例的基础上增设了还原电源400。
还原电源400与串联的硅芯300相连接，用于在硅芯300被高压启动装置100输出的高压交流电击穿后向串联的硅芯300两端输出还原电流，以向硅芯300中输入持续的电流以使硅芯300产生热量，从而使多晶硅还原炉内保持合适的温度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种多晶硅还原炉的启动系统，其特征在于，包括高压启动装置和切换开关，其中：
所述高压启动装置用于利用低压交流电向所述多晶硅还原炉内的硅芯的两端输出高压交流电；
所述切换开关设置在用于连接所述高压启动电源与所述硅芯的线缆上；
所述高压启动装置包括组成和结构相同的四台高压启动电源；
所述高压启动电源设置有功率控制器和升压变压器，所述功率控制器用于接收并向所述升压变压器的原边输出所述低压交流电，并对所述低压交流电的功率进行控制；
所述升压变压器用于将所述低压交流电升压并输出所述高压交流电；
所述升压变压器的副边的输出端作为所述高压启动电源的输出端；
所述硅芯包括结构相同的并依次串联的第一硅芯、第二硅芯、第三硅芯和第四硅芯；
所述四台高压启动电源分别为第一高压启动电源、第二高压启动电源、第三高压启动电源和第四高压启动电源；
所述第一高压启动电源的输出端用于连接所述第一硅芯的两端；
所述第二高压启动电源的输出端用于连接所述第二硅芯的两端；
所述第三高压启动电源的输出端用于连接所述第三硅芯的两端；
所述第四高压启动电源的输出端用于连接所述第四硅芯的两端；
所述第一高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端与所述第二高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端相连接；
所述第二高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端与所述第三高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端相连接；
所述第三高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端与所述第四高压启动电源的升压变压器的输出端的异名端相连接；
所述第一高压启动电源的输入端用于连接三相低压交流电的a相和b相；
所述第二高压启动电源的输入端用于连接所述三相低压交流电的b相和c相；
所述第三高压启动电源的输入端用于连接所述三相低压交流电的c相和b相；
所述第四高压启动电源的输入端用于连接所述三相低压交流电的b相和a相；
所述第一高压启动电源的升压变压器、所述第二高压启动电源的升压变压器、所述第三高压启动电源的升压变压器和所述第四高压启动电源的升压变压器的输出端按同极端连接在一起，通过接地点A和B形成四行结构，其电源相序按a-b-c-b-a四边型排列，实现在利用高压击穿硅芯开始对多晶硅还原炉内进行加热，无需将还原电源柜出线端与高压启动电源断开。
2.如权利要求1所述的启动系统，其特征在于，还包括第一平衡电抗器和第二平衡电抗器，其中：
所述第一平衡电抗器的一端与所述第一高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端相连接，另一端与所述第一硅芯相连接并接地；
所述第二平衡电抗器的一端与所述第四高压启动电源的升压变压器的输出端的同名端相连接，另一端与所述第四硅芯相连接并接地。
3.如权利要求2所述的启动系统，其特征在于，还包括用于向四个所述硅芯供电的还原电源。
4.如权利要求3所述的启动系统，其特征在于，所述还原电源的输出端在高压启动过程中两端接地保持0电位。
5.如权利要求4所述的启动系统，其特征在于，所述功率控制器的输入电压为380伏。
6.如权利要求5所述的启动系统，其特征在于，所述升压变压器的输入电压为380伏。
7.如权利要求6所述的启动系统，其特征在于，所述升压变压器的输出电压为6～12千伏。
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