多晶硅氢化炉变压器的设计.pdf

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1、第46卷第9期Vol．46No．92009年9月TRANSFORMERSeptember2009多晶硅氢化炉变压器的设计112安志强，付银仓，刘文里（1.西安天虹电器有限公司，陕西西安710065；2.哈尔滨理工大学，黑龙江哈尔滨150040）摘要：通过对调功器控制理论的研究与谐波含量的分析，开发设计了多晶硅氢化炉变压器。关键词：氢化炉变压器；谐波；设计中图分类号：TM402文献标识码：B文章编号：1001－8425（2009）09－0014－03DesignofPolysiliconHydridingFurnanceTransformer112ANZhi蛳q

2、iang,FUYin蛳cang,LIUWen蛳li（1.Xi'anTianhongElectricCo.,Ltd.,Xi'an710065,China;2.HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin150040,China）Abstract：Basedonresearchofcontroltheoryofpowerregulatorandanalysisofharmonicwave,thepolysiliconhydridingfurnancetransformerisdevelopedanddesigned.K

3、eywords：Hydridingfurnancetransformer；Harmonicwave；Design表1技术参数1引言Table1Technicalparameters太阳能光伏发电产业的发展对多晶硅的生产及变压器额定低压绕组硅片制造业产生了带动和促进作用。目前国内的多容量/kVA晶硅氢化炉生产线均由国外引进，同时为氢化炉提抽头号UA1UA2UA3供电能的变压器高压绕组为三角形连接，带抽头，低负载电压/V5624203201250电流/A760950950压绕组为三个单相相互绝缘，每个低压绕组有3个单相功率/kW427399304抽头输出，同时系统

4、谐波对变压器影响极为严重。由三相总功率/kW12811197912于此前国内厂家尚未攻克相关技术难关，无法提供技术可靠、运行安全的成套产品，因此多晶硅氢化炉（4）负载谐波含量见表2。使用的配套设备———干式氢化炉变压器也全部从国（5）UA1对高压绕组短路阻抗为5%；UA2、UA3对外购进。高压绕组短路阻抗≥4%。氢化炉变压器低压侧通过控制晶闸管的触发角（6）变压器最大损耗≤18750W（正弦波额定损来改变负载电流大小,以便满足氢化炉工作的需要，耗12500W）。由于调功器负载的非线性变化,变压器低压侧输出（7）温升限值95K。合适的电压值成为此种变压器设计的关

5、键。为此，我2.2变压器低压侧空载电压的确定公司根据用户要求开发了此种变压器，并已替代进根据此种变压器的工作原理，可画出简化的归口产品。算至低压侧的“一”形变压器等值电路图，如图2所示。变压器带负载运行时,由于负载电流在变压器内2氢化炉变压器的技术要求及设计要点部产生漏阻抗压降,低压电压将随负载电流和负载2.1技术要求功率因数的改变而改变。由变压器的电压调整率计（1）高压额定电压：10±2×2.5%kV。算式：（2）低压技术参数见表1。ε=U2N-U2，%（1）U2N（3）调功器加阻性负载图如图1所示。第9期安志强、付银仓、刘文里：多晶硅氢化炉变压器的设计15

6、RXSSSCRURUXSCRR2U2NURSCRSCRR图2变压器等值电路图Fig.2EquivalentcircuitoftransformerSCR由式（1）、式（2）和式（3）可计算出负载电压在SCRR562V时,变压器低压空载额定电压变化范围为:562V~577V；负载在420V时,变压器低压空载额定电压变化范围为:420V~433V；负载在320V时,变压器低压空载额定电压变化范围为:320V~330V。负载消耗有功不会超过950kW；最大电流和最大电压不会同时出现。2.3变压器运行方式及结构图1调功器加阻性负载为了满足氢化炉的工作需要，选择变压器低

7、压Fig.1Powerregulatorwithimpedanceload侧分别与高压运行，构成三种运行方式，分别为:LU-表2负载谐波含量A1-HV、LUA2-HV、LUA3-HV。通过计算可知，LUA1-HVTable2Contentsloadharmonicwaves（I2=760A，U2=562V）运行方式负载损耗最大；高压绕组采用与I=760A，U=562V对应的数值所计算的温阻值/Ω0.060.060.060.060.1020.102加热功率/W700800900950900950升值最大。绕组结构排列图如图3所示。负载电压/V2903103293

8、384284400UA3UA2UA1负