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、整流器件級、電路級以及太陽能電池級單晶產(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脈動的比較多，諧波主要為5、7、11次。線切機一般諧波含量大概能達到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)可能會發(fā)生諧振而引起燒毀，影響無功補償柜的正常運行；
增加控制設(shè)備和繼電保護裝置誤動作或拒動作的概率，影響供電的安全和可靠性；
諧波會影響電機的正常運轉(zhuǎn)，加大電機的損耗，增加電機的噪音，引起電機振動。影響線切機刀具的精確度，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，運行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。