電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置在某半導(dǎo)體公司的應(yīng)用

時(shí)間：2023-03-23作者：江蘇安科瑞電器制造有限公司瀏覽：78

1 項(xiàng)目概況

在國(guó)家政策的引導(dǎo)下，電子行業(yè)發(fā)展*，同時(shí)新建了大量電子行業(yè)工廠。工廠用電量大且大部分工藝需要不間斷運(yùn)行，配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)備一旦意外斷電會(huì)導(dǎo)致重大損失，這就需要對(duì)供電可靠性要求非常高，對(duì)故障比較敏感；大部分工藝設(shè)備對(duì)電壓、電流比較敏感，電壓電流的變化會(huì)導(dǎo)致設(shè)備損壞、生產(chǎn)材料報(bào)廢等問(wèn)題；并且工廠電壓等級(jí)比較多，出于供電可靠性要求和工藝設(shè)備需要電壓等級(jí)不同，工廠配電電壓從110kV到66kV、35kV、10kV、0.48kV、0.4kV不等，涉及的各電壓等級(jí)變壓器數(shù)量非常多。針對(duì)以上情況，需要配置電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置來(lái)監(jiān)測(cè)用電電能質(zhì)量情況，為后續(xù)改善電能質(zhì)量提供依據(jù)。  

某半導(dǎo)體有限公司成立于2018年05月29日，位于四川省成都高新區(qū)。經(jīng)營(yíng)范圍包括OLED等平板顯示屏材料、電子材料及其相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)、測(cè)試、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)咨詢及其售后服務(wù)；提供分撥、保稅倉(cāng)儲(chǔ)（不含危險(xiǎn)化學(xué)品）、保稅加工服務(wù)；**貿(mào)易、轉(zhuǎn)口貿(mào)易、保稅區(qū)企業(yè)間貿(mào)易以及區(qū)內(nèi)貿(mào)易代理；電子產(chǎn)品及其零部件、相關(guān)化工原料（不含危險(xiǎn)化學(xué)品）的進(jìn)出口、批發(fā)、代理（除外）及相關(guān)配套業(yè)務(wù)（禁止或涉及行政審批的貨物和技術(shù)進(jìn)出口除外）。

2 項(xiàng)目需求

本次項(xiàng)目為某半導(dǎo)體有限公司10/0.4KV用戶變電站項(xiàng)目，該變電站供電系統(tǒng)為單母線供電系統(tǒng)，共設(shè)一面高壓進(jìn)線柜、一面計(jì)量柜、一面母線PT柜和四面專變出線柜。由于該公司主要生產(chǎn)電子材料、芯片等半導(dǎo)體設(shè)備，而半導(dǎo)體芯片制造生產(chǎn)中主要存在以下電能質(zhì)量問(wèn)題：

1、諧波問(wèn)題

IC測(cè)試臺(tái)、PLC控制的機(jī)械手、芯片制造用的晶圓機(jī)或變頻控制的半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)都會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，它們不但會(huì)造成機(jī)臺(tái)設(shè)備自身的壞機(jī)現(xiàn)象，回流進(jìn)電網(wǎng)的諧波電流還會(huì)引起其他回路的發(fā)熱、電子開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報(bào)廢。而且高能設(shè)備如：外延設(shè)備、擴(kuò)散設(shè)備、離子注入設(shè)備的頻繁加卸載，較加重了用電環(huán)境的惡化。

2、電壓暫降及中斷

現(xiàn)代化的半導(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備對(duì)電力品質(zhì)問(wèn)題非常敏感，相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體、LCD制造對(duì)電壓暫降非常敏感，持續(xù)16ms的幅值為額定值85%-電壓暫降即可能導(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。電壓暫降與短時(shí)中斷的差別在于短時(shí)中斷時(shí)負(fù)載一般與供電系統(tǒng)基本斷開(kāi)（幅值**額定值的10%），而電壓暫降發(fā)生時(shí)負(fù)載仍與電源連接。對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)而言，兩者均會(huì)造成設(shè)備停機(jī)，產(chǎn)生的結(jié)果是相同的，但是電壓暫降發(fā)生的幾率遠(yuǎn)**短時(shí)中斷會(huì)發(fā)生的幾率。調(diào)查顯示：在所有配電系統(tǒng)事故中，電壓暫降引起的事故占了70%-80%；而在輸電系統(tǒng)事故中，電壓暫降引起的事故所占的比例**過(guò)了。

停機(jī)的概念在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中只是生產(chǎn)暫時(shí)的中斷，而對(duì)半導(dǎo)體、LCD生產(chǎn)來(lái)說(shuō)就是一次災(zāi)難。因?yàn)榘雽?dǎo)體、LCD生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)會(huì)造成大量直接損失和間接損失。這些損失包括：

1）直接損失：半導(dǎo)體產(chǎn)品硅片損壞和浪費(fèi)、設(shè)備壽命縮短甚至損壞、清理產(chǎn)線的人工成本等。

2）間接損失：重新啟動(dòng)生產(chǎn)線需要的時(shí)間、降低產(chǎn)品品質(zhì)、延誤交貨時(shí)間等。

國(guó)家**經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)運(yùn)行局曾開(kāi)展了電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性影響調(diào)查，經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研與分析，都表明電壓暫降與短時(shí)中斷都是顯著的電能質(zhì)量問(wèn)題，成為供用電雙方共同面臨的挑戰(zhàn)。其中半導(dǎo)體行業(yè)因電能質(zhì)量擾動(dòng)帶來(lái)的生產(chǎn)損失占據(jù)高位。

因此，為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電的電能質(zhì)量，在本項(xiàng)目的高壓配電進(jìn)線柜處裝設(shè)一臺(tái)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置APView500，同時(shí)為了保證整個(gè)配電系統(tǒng)日常安全穩(wěn)定運(yùn)行，在每面高壓開(kāi)關(guān)柜裝設(shè)一臺(tái)AM5系列微機(jī)保護(hù)裝置和一臺(tái)ASD200智能操控裝置；為了監(jiān)測(cè)各回路的電能，在每面高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓柜均配置我司的多功能儀表。

為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)的功能如下：3 系統(tǒng)需求

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地等合、分閘狀態(tài)。

 

圖1 10kV變電站配電監(jiān)測(cè)界面

2）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

3）運(yùn)行報(bào)表： 查詢各回路或設(shè)備*時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等，報(bào)表格式有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。

 

圖3 0.4kV電參量查詢界面

4）實(shí)時(shí)告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開(kāi)關(guān)、接地分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

5）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

6）故障錄波：能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。

7）事故追憶：能夠自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息，包括開(kāi)關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

8）曲線查詢：能夠查詢實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等所有遙測(cè)量。

9）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過(guò)用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員組、工程師組、操作員組等），在每個(gè)權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全**。

10）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

 

圖4 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

12）通信管理：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

4 現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片

本項(xiàng)目各類設(shè)備均就地安裝于開(kāi)關(guān)柜中，電力監(jiān)控系統(tǒng)主機(jī)放置于高壓配電房值班室內(nèi)中，現(xiàn)場(chǎng)安裝圖片如下。

       

圖5 現(xiàn)場(chǎng)圖片

5 現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行情況

本項(xiàng)目自裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置起，對(duì)電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障情況均可靠監(jiān)測(cè)，在此過(guò)程中，出現(xiàn)多次電壓暫降，事件記錄如圖6。去年2022年10月份由于限電，出現(xiàn)過(guò)一次電壓暫降，暫降深度為1380V，持續(xù)時(shí)間為0.039s，如圖7；2023年1月23日發(fā)生過(guò)一次電壓暫降，暫降深度為2999V，持續(xù)時(shí)間為0.620s，由于春節(jié)期間，用戶單位放，所有設(shè)備均停運(yùn)，故未造成損失，如圖8；圖9為2月9號(hào)電力系統(tǒng)發(fā)生故障造成的電壓暫降事故監(jiān)測(cè)界面，暫降深度為3453V，持續(xù)時(shí)間為0.637s，造成現(xiàn)場(chǎng)所有變頻器均停機(jī)，且照明燈也出現(xiàn)閃變的現(xiàn)象，該事件記錄的時(shí)間和故障類型均和電力公司反饋的情況吻合，得到用戶的認(rèn)可。

6 結(jié)語(yǔ)

半導(dǎo)體滲透到我們工作、生活的方方面面，隨著生活水平的提高，我們對(duì)芯片制造需求也越來(lái)越多。但伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展，基于計(jì)算機(jī)、微處理器的用電設(shè)備和各種電力電子設(shè)備在電力系統(tǒng)*量投入使用，它們對(duì)系統(tǒng)干擾比機(jī)電設(shè)備較加敏感，對(duì)供電質(zhì)量的要求也較為苛刻，相對(duì)低劣的電能質(zhì)量嚴(yán)重影響了靈敏設(shè)備的安全運(yùn)行。本文介紹的電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置可以針對(duì)供電電能質(zhì)量起到監(jiān)測(cè)作用，為電能質(zhì)量治理提供可靠依據(jù)。


江蘇安科瑞電器制造有限公司專注于電瓶車(chē)充電樁,多回路電能表,多回路預(yù)付費(fèi)電表,多用戶電能計(jì)量表,有源電力濾波器,直流列頭柜等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• apf有源電力濾波器的功效及意義

  apf有源電力濾波器是一種諧波補(bǔ)償裝配，能無(wú)效辦理諧波的智能化的電能質(zhì)量管理設(shè)備。 一般與電網(wǎng)并聯(lián)，通過(guò)高精度采樣CT實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)負(fù)載電流，通過(guò)一系列操作后轉(zhuǎn)換數(shù)字處理器可讀信號(hào)，PWM調(diào)制方式，控制諧波分量巨細(xì)持平的中智能電源模塊輸出，相位相反電流，到達(dá)消除諧波凈化電網(wǎng)的意圖。apf有源電力濾波器廠家主要給人人介紹一下apf有源電力濾波器的一些相干基礎(chǔ)常識(shí)，方便我們?cè)谶\(yùn)用該設(shè)備時(shí)有所協(xié)助。APF有源

• 理想的濾波設(shè)備電力有源濾波柜

  安科瑞 吳雅芳現(xiàn)在電力電子裝置的應(yīng)用日益廣泛,使得諧波和無(wú)功問(wèn)題引起人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注。也由于電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展,在諧波和無(wú)功補(bǔ)償方面也**了一些突破性的發(fā)展。有源濾波器便是發(fā)展的產(chǎn)物，目前也是得到了廣泛的應(yīng)用。電力有源濾波柜可以消除各種形式的諧波，可應(yīng)用于各種在諧波污染的工況，尤其適用于變化的負(fù)載。具有響應(yīng)速度快、濾波范圍廣、濾波效果高、不受系統(tǒng)參數(shù)影響的特點(diǎn)，達(dá)到改善用電質(zhì)量，降低電網(wǎng)損耗

• 有源濾波柜的基本應(yīng)用

  主要危害：添加電力設(shè)備負(fù)荷，下降體系功率因數(shù)，下降發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的容量和功率，形成設(shè)備糟蹋、線路糟蹋和電能丟失；引起無(wú)功補(bǔ)償電容器諧振和諧波電流放大，導(dǎo)致電容器組因過(guò)電流或過(guò)電壓而損壞或無(wú)法投入運(yùn)轉(zhuǎn)；產(chǎn)生脈動(dòng)轉(zhuǎn)矩致使電動(dòng)機(jī)振蕩，影響產(chǎn)品質(zhì)量和電機(jī)壽數(shù)；因?yàn)闇u流和集膚效應(yīng)，使電機(jī)、變壓器、輸電線路等產(chǎn)生附加功率損耗而過(guò)熱，糟蹋電能并加速絕緣老化；諧波電壓以正比于其峰值電壓的方式增強(qiáng)了絕緣介質(zhì)的

• 電力監(jiān)控系統(tǒng)在漕河涇開(kāi)發(fā)區(qū)浦江高科技生命健康產(chǎn)業(yè)園二期（A區(qū)）的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

  江蘇安科瑞電器制造有限公司 吳雅芳摘要：介紹漕河涇開(kāi)發(fā)區(qū)浦江高科技生命健康產(chǎn)業(yè)園二期（A區(qū)）電力監(jiān)控系統(tǒng)，采用綜合保護(hù)裝置、多功能儀表、變壓器溫控儀、直流屏，采集配電現(xiàn)場(chǎng)的各種電參量和狀態(tài)信號(hào)。系統(tǒng)采用現(xiàn)場(chǎng)就地組網(wǎng)的方式，組網(wǎng)后通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線通訊并遠(yuǎn)傳至后臺(tái)，通過(guò)安科瑞電力監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)變電所變配電回路用電的實(shí)時(shí)監(jiān)控和管理。0 概述?上海市閔行區(qū)浦江高科技園生命健康產(chǎn)業(yè)園二期A區(qū)工程 項(xiàng)目為