专利名称：多晶炉滤波补偿专用成套装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电力电子技术领域，具体涉及一种多晶炉滤波补偿专用成套装置。
背景技术：
多晶硅是半导体工业、电子信息产业、太阳能光伏电池产业的最主要、最基础的功 能性材料，多晶硅太阳能电池生产需要多晶硅材料，集成电路用硅单晶生产同样需要多晶 硅，其重要性不言而喻。因此，对多晶硅的基本定义、生产工艺技术、国内外多晶硅产业现状 的充分了解和相关信息的掌握，对多晶硅产业感兴趣的政府、财团等投资者是致关重要亦 是极其必要的。多晶炉设备的电气控制采用三相晶闸管可控整流电路，晶闸管可控整流电路是一 个非线性的冲击型负载，产生流人电网的高次谐波电流，同时消耗大量的无功功率，谐波电 流在电网的阻抗上产生了谐波电压，引起电网电压畸变，严重影响电网质量和设备的运行 安全，针对以上情况，在实际工作中认识到谐波治理的重要性和迫切性，滤波补偿通俗的讲 就是谐波治理和无功补偿作为一个整体来进行考虑而形成的，装设谐波补偿装置传统的就 是采用LC调谐滤波器，这种滤波器既可以补偿谐波，又可以补偿无功功率，而且结构简单， 一直被广泛使用，这种滤波器的主要缺点是补偿特性受电网阻抗和运行状态影响，易和系 统发生并联谐振，导致谐波放大，使LC调谐滤波器过载甚至烧毁，此外，它只能补偿固定频 率的谐波，补偿效果也不理想。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可靠性高、节能以及谐波滤除率高 的多晶炉滤波补偿专用成套装置。为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，包括断路器、滤波支路，其特征在于所述滤 波补偿装置由5次滤波支路、7次滤波支路二条滤波支路构成，每条滤波支路均由接触器、 串联电抗器、电容器依次组成串联支路，电容器的输出端与零线相连，断路器的输入端与三 相母线相连，断路器的输出端与并联后的两条滤波支路的公共端相连，所述串联支路里的 接触器与控制器的一端电连接，所述控制器的另一端与三相母线电连接，母线的三相电流 电压信号被控制器采集，再由控制器对接触器进行控制。所述接触器采用真空接触器。所述控制器采用32位ARM微处理器芯片。所述电容器选用金属全膜介质的滤波电容器，所述串联电抗器为干式铁芯滤波 电抗器。所述断路器选用真空断路器。本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果改变了大多数厂家采取传统的L-C滤波器治理谐波方案，避免了发生滤波器谐波过载，及各多晶炉之间电气设备产生 串、并联谐振现象。由于谐波源即各多晶炉功率柜属于多台负荷并联运行，而且每台负载功 率因数较低，只有0. 5左右；另外每台负载谐波含量较高，5次谐波电流达到了基波的30%， 约52A左右，这样谐波电流会在低压母线上叠加，如果有十台多晶炉生产运行，其5次谐波 会在母线上形成500A左右的谐波电流。为此，每台多晶炉旁加装5次滤波器一组，这样既 大大降低了负载电流，又消除了一部分谐波，使从多晶炉到电力变压器这段低压线路的损 耗大幅度降低了。安装在母线上的动态滤波器组负责完成剩余的谐波量和无功补偿工作； 保证谐波的滤除及无功补偿，消除了多台单晶炉运行时的谐波干扰。
图1是本实用新型的电路结构图。
具体实施方式
参见图1，一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，包括断路器1、滤波支路，滤波补偿 装置由5次滤波支路6、7次滤波支路7 二条滤波支路构成，每条滤波支路均由接触器2、串 联电抗器3、电容器4依次组成串联支路，电容器4的输出端与零线相连，断路器1的输入端 与三相母线相连，断路器1的输出端与并联后的两条滤波支路的公共端相连，串联支路里 的接触器2与控制器5的一端电连接，控制器5的另一端与三相母线电连接，母线的三相电 流电压信号被控制器5采集，再由控制器5对接触器2进行控制。断路器1选用真空断路器，接触器2采用真空接触器，串联电抗器3为干式铁芯滤 波电抗器，电容器4选用金属全膜介质的滤波电容器，可采用AFM型滤波电容器，采用金属 化膜，真空浸渍优质的绝缘油内置防爆装置，安全可靠，电流过载能力> 1.51η。电容器在 1. 1倍的额定电压、1. 3倍的额定电流下长期运行。控制器5根据采集的电流电压信号来操控接触器2，控制器5采用32位ARM微处 理器芯片，控制器其结构主要包括电源电路、显示电路、按键电路、电量测量电路、采样电 路以及CPU，由电源电路向各个其他电路供电，电量测量电路与采样电路及CPU相连接，采 样电路用于采集变压器的电流电压信号，并将信号转换传送给电量测量电路，电量测量电 路将采样电路送来的信号进行处理，与CPU进行通讯完成信号的双向传输，CPU监控工作状 态，将电量测量电路送来的信号进行分析、逻辑判断、计算，以控制装置的工作状态。电量测 量电路采用美国ANOLOG DEVICE公司生产的ADE7758型号的专用电能测量芯片。控制器功 能齐全操作方便，有自动报警装置，有过电压、过电流、超谐波等各项保护功能，确保产品所 有操作使用监控都能在控制室内操作。设备操作方便，安全可靠，具体地说，控制器也可以 选用市面上的一些通用控制器，比如说西门子公司生产的S7-200可编程控制器或者是华 冠公司生产的JKGF系列的控制器。采用本方案治理前，企业配电设备功率因数仅为0. 5左右，造成设备老化、电气故 障的现象频繁发生，使得企业设备的维修费用呈指数增加。通过治理后。每月节约电费和 设备维修成本大约1万余元，无论是从设备维修和管理费用方面还是从节能降耗方面都起 到了显著的经济和社会效益。谐波补偿柜安装运行后，多晶炉设备供电系统稳定，电力变压 器的功率因数由以前的0. 5提高到0. 96左右，节约电费年均W万元左右，同时很大程度提高了变压器的使用寿命、设备的利用率及变压器带载能力，并且降低了整个供电设备和多 晶硅生产系统的维修成本。通过对某企业实际运行的20台多晶炉设备执行本方案谐波治 理及无功补偿，可使企业供电平均功率因数提高到0. 95以上，且不会产生在配电变压器超 载时的无功反送；由于功率因数的提高，可大幅度增加电力变压器的带载能力，避免因供电 部门功率因数调整产生的高额电费支出；在有较大波动性和冲击性负载处，能够有效减少 电压波动和抑制电压闪变，提高电压的质量，从而提高了配电设备的容量。对优化用电环境 有很重要的意义。
权利要求1.一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，包括断路器(1)、滤波支路，其特征在于所述 滤波补偿装置由5次滤波支路(6 )、7次滤波支路(7 )二条滤波支路构成，每条滤波支路均由 接触器(2)、串联电抗器(3)、电容器(4)依次组成串联支路，电容器(4)的输出端与零线相 连，断路器(1)的输入端与三相母线相连，断路器(1)的输出端与并联后的两条滤波支路的 公共端相连，所述串联支路里的接触器(2)与控制器(5)的一端电连接，所述控制器(5)的 另一端与三相母线电连接，母线的三相电流电压信号被控制器(5)采集，再由控制器(5)对 接触器(2)进行控制。
2.根据权利要求1所述的一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述接触 器(2)采用真空接触器。
3.根据权利要求1或2所述的一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述 控制器(5 )采用32位ARM微处理器芯片。
4.根据权利要求1或2所述的一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述 电容器(4)选用金属全膜介质的滤波电容器，所述串联电抗器(3)为干式铁芯滤波电抗器。
5.根据权利要求1或2所述的一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，其特征在于所述 断路器(1)选用真空断路器。
专利摘要本实用新型涉及一种多晶炉滤波补偿专用成套装置，包括断路器、滤波支路，其特征在于所述滤波补偿装置由5次滤波支路、7次滤波支路二条滤波支路构成，每条滤波支路均由接触器、串联电抗器、电容器依次组成串联支路，电容器的输出端与零线相连，断路器的输入端与三相母线相连，断路器的输出端与并联后的两条滤波支路的公共端相连，所述串联支路里的接触器与控制器的一端电连接，所述控制器的另一端与三相母线电连接，母线的三相电流电压信号被控制器采集，再由控制器对接触器进行控制。本实用新型具有以下有益效果改变了大多数厂家采取传统的L-C滤波器治理谐波方案，避免了发生滤波器谐波过载，及各多晶炉之间电气设备产生串、并联谐振现象。
文档编号H02J3/01GK201868877SQ20102061949
公开日2011年6月15日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者李飞龙, 杜小毛, 童淮安 申请人:国网南自控股(杭州)有限公司