江西正星光電
武漢宏信電子工程
四川眾信電力工程有限公司
山東華光電子
貝爾斯特變電所改造
現(xiàn)場(chǎng)問題描述：
單晶硅是晶體材料的重要組成部分，處于新材料發(fā)展的前沿，可以用于二極管級(jí)、整流器件級(jí)、電路級(jí)以及太陽能電池級(jí)單晶產(chǎn)品的生產(chǎn)和深加工制造，其后續(xù)產(chǎn)品集成電路和半導(dǎo)體分離器件已廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，在軍事電子設(shè)備中也占有重要地位。
生產(chǎn)單晶硅過程使用到大量電器設(shè)備如單晶爐、多晶爐、線切機(jī)等，它們帶來了大量的諧波，可能引起跳閘等問題。單晶爐是一種在惰性氣體環(huán)境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長(zhǎng)無錯(cuò)位單晶的設(shè)備；單晶爐是非線性的負(fù)載，在生產(chǎn)過程中，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生諧波電流而沖擊電網(wǎng)，影響整個(gè)用電系統(tǒng)，導(dǎo)致用電環(huán)境不穩(wěn)定，單晶爐諧波主要為5、7、11、13次。多晶爐電源主要是整流電源，一般6脈動(dòng)的比較多，諧波主要為5、7、11次。線切機(jī)一般諧波含量大概能達(dá)到15%左右，諧波主要為5、7、11次。
諧波危害：
增加變壓器的附加損耗，加大噪聲，減小變壓器的帶載能力；
諧波增加線路損耗，提高配電線纜的溫升，減小線路的帶載能力；
諧波較大，電容器組和系統(tǒng)可能會(huì)發(fā)生諧振而引起燒毀，影響無功補(bǔ)償柜的正常運(yùn)行；
增加控制設(shè)備和繼電保護(hù)裝置誤動(dòng)作或拒動(dòng)作的概率，影響供電的安全和可靠性；
諧波會(huì)影響電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，加大電機(jī)的損耗，增加電機(jī)的噪音，引起電機(jī)振動(dòng)。影響線切機(jī)刀具的精確度，從而導(dǎo)致產(chǎn)品次品率上升。
治理方案：
單晶硅的生產(chǎn)工藝分熔融加熱和直流加熱，熔融加熱多采用中頻加熱爐，直拉式單晶多采用直流加熱爐。生產(chǎn)單晶硅的過程中主要用到的設(shè)備有單晶爐，單晶爐是非線性負(fù)載，運(yùn)行消耗大量電能的同時(shí)伴隨產(chǎn)生高次諧波。治理諧波的最佳解決方案是采用有源電力濾波器，本裝置投入使用后可以保證配電系統(tǒng)的諧波電流下降幅度非常明顯。