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品的生產和深加工制造，其后續產品集成電路和半導體分離器件已廣泛應用于各個領域，在軍事電子設備中也占有重要地位。

生產單晶硅過程使用到大量電器設備如單晶爐、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備；單晶爐是非線性的負載，在生產過程中，勢必會產生諧波電流而沖擊電網，影響整個用電系統，導致用電環境不穩定，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，電容器組和系統可能會發生諧振而引起燒毀，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，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，從而導致產品次品率上升。

治理方案：

單晶硅的生產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。生產單晶硅的過程中主要用到的設備有單晶爐，單晶爐是非線性負載，運行消耗大量電能的同時伴隨產生高次諧波。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的諧波電流下降幅度非常明顯。