CN203232790U - 一种多晶硅用变流变压器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种多晶硅用变流变压器，包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的引出线中部装有用于滤除谐波的双调谐特征滤波器。该变压器能够调控整流设备输出的电流波形、控制输出谐波含量。

Description

一种多晶硅用变流变压器

技术领域

本实用新型属于变压器技术领域，具体涉及一种多晶硅用变流变压器。 

背景技术

多晶硅生产的还原炉系统均采用整流设备提供电源，该还原炉系统广泛采用电力电子装置，其中变流装置(变流变压器)所占的比例最大，而变流装置在变流过程中产生大量谐波，然而大量的非线性用电设备使电网的工作环境更加恶劣，当供电系统(即电网)向非线性用电设备及负荷供电时，这些设备或负荷在传递、变换、吸收供电系统所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量转换为谐波能量，向供电系统倒送入大量的高次谐波，使供电系统的正弦波形畸变，电能质量降低，损坏供电系统中的设备，且威胁供电系统的安全运行，增加供电系统的功率损耗等，最终给供电系统带来危害。为配合多晶硅反应过程中对电流及温度的不同需求，调功柜(其中设有整流设备)输出的容量大小也在相应变化。因此该类整流设备中变压器的主要特点体现在副边绕组为多级输出，即：副边的每相绕组带有多级输出抽头，可满足调功柜对于变压器不同电压、不同电流、不同容量的同步或交替的输出需要。由于调功柜内带有整流设备，该整流设备在工作中势必产生大量的谐波，造成输出电源波形的畸变，不仅影响输出电能的质量，同时，也对调功柜中相关设备的长期、安全可靠运行带来威胁。现有技术中的调功柜为了消除谐波，通常是在多晶硅生产的供电系统中加装谐波冶理装置，这样不仅增加了设备费用及维护费用的投入，还需为谐波冶理装置提供专用的安装场所，使其成本居高不下。 

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够调控整流设备输出的电流波形、控制输出谐波含量的多晶硅用变流变压器。 

解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该多晶硅用变流变压器包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，其中，所述原边绕组的引出线中部装有用于滤除谐波的双调谐特征滤波器。 

优选的是，所述变压器采用三相变压器，原边绕组中的三相绕组采用延边三角形连接。 

其中，所述原边绕组中每相绕组的引出线中部均装设有一个所述双调谐特征滤波器，每个双调谐特征滤波器包括与每相绕组的引出线中部连接的滤波电路，所述滤波电路包括串联连接的电容和电感。 

进一步优选的是，所述原边绕组设于副边绕组的外侧，该变流变压器还包括有用于阻止零序磁通在铁芯中流通的平衡绕组，所述平衡绕组设于铁芯上并处于铁芯与副边绕组之间。 

优选的是，所述平衡绕组中的三相绕组采用三角形连接，且无引出线。 

优选的是，所述原边绕组上设有多个分接抽头。 

其中，所述副边绕组中的三相绕组均为轴向的单相绕组，该三相绕组之间相互绝缘，每相绕组带有一个或多个输出抽头。 

优选的是，所述铁芯采用高导磁冷轧取向硅钢片通过45°全斜五级步进叠片方式叠积。 

其中，所述原边绕组为高压绕组，副边绕组为低压绕组。 

优选的是，该变压器采用干式变压器。 

本实用新型是一种自消谐式多晶硅用变流变压器，通过输入电压之间相位角的调整，可以达到调控整流设备输出电流波形、控制输出谐波含量、净化电网的目的。 

本实用新型的有益效果具体如下： 

1.该变流变压器通过利用变压器的原边绕组中延边三角形公共端点引出滤波电路的这种新的滤波方式，可以取得很好地谐波抑制效果，采用这种滤波方式后，变压器一次侧的电流波形在稳态时的畸变率已经很低，变压器二次侧已经有效抑制了谐波的流通路径，其交流网侧的电流波形十分接近正弦波，滤波效果显著。 

2.该变流变压器可有效地将5、7、11和13次特征谐波抑制于阀侧，使其不进入网侧，同时降低了多晶硅用变流变压器的损耗和噪声及其设计容量，具有较高的实用价值和广阔的应用前景。 

3.该变流变压器仅通过改变变压器绕组的安匝匹配就达到了有源滤波的效果，没有增加复杂的谐波检测和调控装置，有效降低了成本和维护费用。 

4.在该变流变压器中设置有平衡绕组，可提供高次谐波通道，改善感应电动势波形，提高变压器带不平衡负载的能力，以稳定电压中性点，采用封闭三角形结构的平衡绕组，变压器的零序磁通将会在该三角形结构的绕组中感应出零序电势，同时产生零序电流，零序电流与绕组的匝数的乘积便形成了磁势，根据磁势平衡原理，它将阻止零序磁通在铁心柱中的流通，提高了为不平衡负载供电的供电能力。 

5.为了实现移相要求，同时为了消除三次谐波电压，减小三次谐波在金属结构件中引起的涡流损耗，所述原边绕组采用延边三角形连接；另外，原边绕组可带三个及三个以上的分接抽头，从而使调压范围可达±10％。 

6.由于铁芯选用高导磁冷轧取向硅钢片，可选用无穿孔螺杆铁芯，并采用拉板及绑扎结构进行固定，有效地降低了空载电流、激磁电流、磁滞损耗以及噪声。 

7.由于该变压器采用干式变压器，不用担心变压器产生渗漏油污染环境的问题，或者发生爆炸从而引起火灾安全隐患。 

附图说明

图1为本实用新型实施例2中多晶硅用变流变压器的结构示意图； 

图2为本实用新型实施例2中原边绕组的接线原理图； 

图3为本实用新型实施例2中副边绕组的接线原理图； 

图4为本实用新型实施例2中平衡绕组的接线原理图。 

图中：1-原边绕组；2-副边绕组；3-平衡绕组；4-铁芯；5-双调谐特征滤波器。 

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步详细描述。 

实施例1： 

本实施例提供一种多晶硅用变流变压器，包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，其中，所述原边绕组的引出线中部装有用于滤除谐波的双调谐特征滤波器。 

实施例2： 

如图1所示，本实施例中的多晶硅用变流变压器包括铁芯4和绕制在铁芯4上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组1和副边绕组2。该变流变压器具体是一种三相干式变压器。 

本实施例中，所述原边绕组1为高压绕组，副边绕组2为低压绕组，且原边绕组1设置在副边绕组2的外侧。 

如图2所示，为了实现移相要求，同时为了消除三次谐波电压，减小三次谐波在金属结构件中引起的涡流损耗，本实施例中，所述原边绕组1中的三相绕组采用延边三角形连接。其中，所述原边绕组中每相绕组的引出线中部均装设有一个用于滤除谐波的双调谐特征滤波器5，该双调谐特征滤波器5主要用于滤除5，7，11，13次谐波。具体地，每个双调谐特征滤波器5包括与每相绕 组的引出线中部连接的滤波电路，所述滤波电路包括串联连接的电容和电感。其中，所述电容和电感的取值可根据多晶硅生产的具体需要来确定。 

原边绕组中通过对延边三角形中主绕组和移相绕组的上述特殊设计，可实现变压器原边电压对系统输入电压的不同角度的相位移，即采用多重化技术，将多个方波叠加，以消除次数较低的谐波，从而得到接近正弦波的梯形波，且在其引出线中部装设双调谐特征滤波器。 

优选的是，所述副边绕组2中的三相绕组均为轴向的单相绕组，且该三相绕组之间相互绝缘。如图3所示，所述副边绕组2中的a相、b相、c相均为轴向的单相绕组(可根据输出要求设计为分裂结构或者不分裂)，副边绕组中每相绕组均带有多个输出抽头。 

优选的是，该变流变压器还包括有用于阻止零序磁通在铁芯中流通的平衡绕组3，所述平衡绕组3设于铁芯4上并处于铁芯4与副边绕组2之间。如图3所示，所述平衡绕组中的三相绕组采用三角形连接，且无引出线。所述平衡绕组3可有效阻止零序磁通在铁心柱中的流通，从而提高了多晶硅用变流变压器不平衡负载的供电能力。 

优选的是，所述铁芯4采用高导磁冷轧取向硅钢片通过45°全斜五级步进叠片方式叠积，可选用无穿孔螺杆铁心，并采用拉板及绑扎结构进行固定，有效地降低了空载电流、激磁电流、磁滞损耗及噪声。 

本实施例中的多晶硅用变流变压器采用三相输入三个单相输出(如果副边绕组采用分裂绕组的情况下则为六个单相输出)，各挡位在不同阶段单独使用或某几个挡位同时使用时对原边绕组要求有一定的阻抗，电压、电流变化范围宽及负载阻抗变化大，该种变压器既需要满足调压要求，又需要为调功电路提供精确的电抗值，变压器具有良好的抗短路能力和抗系统电源谐波能力。 

该变流变压器是一种环保节能型产品，具有受热冲击能力强、 过载能力大、无可燃性树脂、紧急过负载能力强、修理维护方便、对湿度灰尘不敏感、不开裂、性能安全可靠的特点，特别适用于负荷波动范围大以及污秽潮湿的恶劣环境。 

实施例3： 

本实施例中多晶硅用变流变压器与实施例2的区别在于：该多晶硅用变流变压器中，所述原边绕组上设有三个或三个以上的分接抽头，从而使调压范围可达到±10％。 

本实施例中多晶硅用变流变压器的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。 

实施例4： 

本实施例中多晶硅用变流变压器与实施例2的区别在于：该多晶硅用变流变压器是一种三相油浸式变压器。 

本实施例中多晶硅用变流变压器的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。 

实施例5： 

本实施例中多晶硅用变流变压器与实施例2的区别在于：原边绕组设于铁芯上，副边绕组设与原边绕组的外侧。 

本实施例中多晶硅用变流变压器的其他结构均与实施例2相同，这里不再赘述。 

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。 

Claims (10)

1.一种多晶硅用变流变压器，包括铁芯和绕制在铁芯上的变压器绕组，所述变压器绕组包括原边绕组和副边绕组，其特征在于，所述原边绕组的引出线中部装有用于滤除谐波的双调谐特征滤波器。

2.根据权利要求1所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述变压器采用三相变压器，原边绕组中的三相绕组采用延边三角形连接。

3.根据权利要求2所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述原边绕组中每相绕组的引出线中部均装设有一个所述双调谐特征滤波器，每个双调谐特征滤波器包括与每相绕组的引出线中部连接的滤波电路，所述滤波电路包括串联连接的电容和电感。

4.根据权利要求2所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述原边绕组设于副边绕组的外侧，该变流变压器还包括有用于阻止零序磁通在铁芯中流通的平衡绕组，所述平衡绕组设于铁芯上并处于铁芯与副边绕组之间。

5.根据权利要求3所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述平衡绕组中的三相绕组采用三角形连接，且无引出线。

6.根据权利要求1-5之一所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述原边绕组上设有多个分接抽头。

7.根据权利要求1-5之一所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述副边绕组中的三相绕组均为轴向的单相绕组，该三相绕组之间相互绝缘，每相绕组带有一个或多个输出抽头。

8.根据权利要求1-5之一所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述铁芯采用高导磁冷轧取向硅钢片通过45°全斜五级步进叠片方式叠积。

9.根据权利要求1-5之一所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，所述原边绕组为高压绕组，副边绕组为低压绕组。

10.根据权利要求1-5之一所述的多晶硅用变流变压器，其特征在于，该变压器采用干式变压器。

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