新能源之單晶硅制造APF的應(yīng)用 | ||||||||
發(fā)布時間:2016-10-25 14:54:21 | 瀏覽次數(shù): | ||||||||
單晶硅是晶體材料的重要組成部分,位于新材料發(fā)展的前沿,可以用在二極管級、整流器件級、電路級以及太陽能的電池級單晶產(chǎn)品的生產(chǎn)和深加工制造,其后續(xù)的產(chǎn)品集成電路和半導(dǎo)體分離器件已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域,在軍事電子設(shè)備中也占有著重要地位。 生產(chǎn)單晶硅過程使用到大量電器設(shè)備如中頻爐、單晶爐、多晶爐、線切機(jī)等帶來了帶量的諧波,可能會引起跳閘等問題。 典型負(fù)載 點(diǎn)焊機(jī):點(diǎn)焊機(jī)一般是先將400V電壓轉(zhuǎn)變成交流330V或者取單相220V交流電壓再通過整流來實(shí)現(xiàn)工作需要的直流電壓。自動點(diǎn)焊機(jī)許多電氣功能是依靠溫度繼電器來實(shí)現(xiàn)的,所以點(diǎn)焊機(jī)在工作的時候電流變化很大。通過測量過不同廠家的點(diǎn)焊機(jī)總結(jié)出來,點(diǎn)焊機(jī)產(chǎn)生的諧波主要為5、7、11、13次諧波,5次諧波最大能達(dá)到45%左右。 照明設(shè)備:由于單晶硅制造廠內(nèi)部使用大量的節(jié)能熒光燈具,因此會產(chǎn)生大量的諧波電流,熒光燈接成三相四線負(fù)載時,中線上就會流過很大的三次諧波電流; 單晶爐以及石英坩堝等: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,用直拉法生長無錯位單晶的設(shè)備。單晶爐是非線性的負(fù)載,在生產(chǎn)過程中,勢必會產(chǎn)生諧波電流而沖擊電網(wǎng),影響整個用電系統(tǒng),導(dǎo)致用電環(huán)境不穩(wěn)定,單晶爐諧波次數(shù)主要為5、7、11、13次諧波。 多晶爐:多晶爐電源主要也是整流電源,一般6脈動的比較多,所以產(chǎn)生的諧波也主要為5、7、11次諧波。 線切機(jī):通過測量數(shù)據(jù)分析,如果線切機(jī)生產(chǎn)廠家在機(jī)器設(shè)計原理上沒有采取濾波措施的話,一般諧波含量大概能達(dá)到15%左右。諧波分布主要在5、7、11次。 產(chǎn)生危害 1、對于工廠的整個配電系統(tǒng) 1)諧波較大,電容器組和系統(tǒng)電路可能會發(fā)生的并聯(lián)諧振而引起的燒毀,影響無功補(bǔ)償柜的正常運(yùn)行,使得整個配電系統(tǒng)的效率降低; 2)諧波增加線路損耗,提高配電線纜的溫升,減小線路帶載能力; 3)增加控制設(shè)備和繼電保護(hù)裝置誤動作或拒動作的概率,影響供電的安全和可靠性; 4)3次諧波增加線路供電不平衡,增加變壓器和線路的銅損以及中線電流,降低供電質(zhì)量; 5)增加變壓器的附加損耗,加大噪聲,減小變壓器的帶載能力; 6)其他任何由諧波導(dǎo)致的問題。 2、對于工廠產(chǎn)品的生產(chǎn)的影響 諧波會影響電機(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。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 1利用APF實(shí)現(xiàn)諧波治理 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)備有單晶爐和石英坩堝。而單晶爐是非線性的負(fù)載,運(yùn)行時,在消耗大量電能的同時伴隨產(chǎn)生高次諧波。 治理諧波的最佳解決方案是采用有源濾波技術(shù),一般而言,該補(bǔ)償原理是產(chǎn)生與負(fù)荷的諧波電流大小相同相位相反的補(bǔ)償電流,以此來消除負(fù)荷產(chǎn)生的諧波對配電網(wǎng)的影響。 APF選型: 有源濾波器的設(shè)計容量=運(yùn)行電流*電流畸變率 注:為了使補(bǔ)償效果更佳,一般留有裕量,因此一般在計算容量乘以1.2作為最
項(xiàng)目配置方案
小結(jié):本裝置投入使用后不僅可以保證配電系統(tǒng)的諧波電流下降幅度非常明顯而且可以提高現(xiàn)場的功率因數(shù),在容量足夠的情況下,現(xiàn)場的電流畸變率將會由30%下降至5%左右。 |
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