什么是電能質(zhì)量監(jiān)測裝置？怎么在在某半導(dǎo)體公司中應(yīng)用

時間：2023-05-08作者：安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司瀏覽：77

    1. 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)量問題：
       1、諧波問題
       IC測試臺、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)臺都會產(chǎn)生大量的諧波，它們不但會造成機(jī)臺設(shè)備自身的壞機(jī)現(xiàn)象，回流進(jìn)電網(wǎng)的諧波電流還會引起其他回路的發(fā)熱、電子開關(guān)誤動作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報廢。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)備對電力品質(zhì)問題非常敏感，相對于傳統(tǒng)工業(yè)來說，半導(dǎo)體、LCD制造對電壓暫降非常敏感，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)。電壓暫降與短時中斷的差別在于短時中斷時負(fù)載一般與供電系統(tǒng)基本斷開（幅值**額定值的10%），而電壓暫降發(fā)生時負(fù)載仍與電源連接。對于半導(dǎo)體行業(yè)而言，兩者均會造成設(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)**短時中斷會發(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**過了。
停機(jī)的概念在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中只是生產(chǎn)暫時的中斷，而對半導(dǎo)體、LCD生產(chǎn)來說就是一次災(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：重新啟動生產(chǎn)線需要的時間、降低產(chǎn)品品質(zhì)、延誤交貨時間等。
       國家**經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)運(yùn)行局曾開展了電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性影響調(diào)查，經(jīng)過大量的調(diào)研與分析，都表明電壓暫降與短時中斷都是*為顯著的電能質(zhì)量問題，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)量擾動帶來的生產(chǎn)損失高居前位。

因此，為了實(shí)時監(jiān)測供電的電能質(zhì)量，在本項(xiàng)目的高壓配電進(jìn)線柜處裝設(shè)一臺電能質(zhì)量監(jiān)測裝置APView500，同時為了保證整個配電系統(tǒng)日常安全穩(wěn)定運(yùn)行，在每面高壓開關(guān)柜裝設(shè)一臺AM5系列微機(jī)保護(hù)裝置和一臺ASD200智能操控裝置；為了監(jiān)測各回路的電能，在每面高壓開關(guān)柜和低壓柜均配置我司的多功能儀表。各類設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：




       3 系統(tǒng)需求
       為實(shí)時監(jiān)視整個配電室的運(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：

       1）實(shí)時監(jiān)測：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)時監(jiān)測各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開關(guān)、地等合、分閘狀態(tài)。




圖1 10kV變電站配電監(jiān)測界面







圖2 0.4kV配電室母線配電監(jiān)測界面




       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、總無功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。
       3）運(yùn)行報表： 查詢各回路或設(shè)備*時間的運(yùn)行參數(shù)，報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、總無功功率、正向有功電能等，報表格式有日報表、月報表、年報表等。




圖3 0.4kV電參量查詢界面

      4）實(shí)時告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲?、隔離開關(guān)、接地分、合動作等遙信變位，保護(hù)動作、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)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計、事故分析。
       6）故障錄波：能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準(zhǔn)確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較，對分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動作、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：能夠自動記錄事故時刻前后一段時間的所有實(shí)時穩(wěn)態(tài)信息，包括開關(guān)位置、 保護(hù)動作狀態(tài)、遙測量等，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)時曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等所有遙測量。
       9）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過用戶權(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)異常時能自動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，可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。
       12）通信管理：可以對整個配電系統(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)時監(jiān)測。
       4 現(xiàn)場安裝圖片
       本項(xiàng)目各類設(shè)備均就地安裝于開關(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)場安裝圖片如下。 
       
  
圖5 現(xiàn)場圖片
       5 現(xiàn)場運(yùn)行情況
       本項(xiàng)目自裝設(shè)電能質(zhì)量監(jiān)測裝置起，對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障情況均可靠監(jiān)測，在此過程中，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)過一次電壓暫降，暫降深度為1380V，持續(xù)時間為0.039s，如圖7；2023年1月23日發(fā)生過一次電壓暫降，暫降深度為2999V，持續(xù)時間為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號電力系統(tǒng)發(fā)生故障造成的電壓暫降事故監(jiān)測界面，暫降深度為3453V，持續(xù)時間為0.637s，造成現(xiàn)場所有變頻器均停機(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。
   
                                       圖6 電壓暫降事件記錄                    圖7  10月28日電壓暫降事件記錄
               
                                  圖8  1月23日電壓暫降事件記錄          圖9  2月9日電壓暫降事件記錄
       6 結(jié)語
       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，我們對芯片制造需求也越來越多。但伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展，基于計算機(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，它們對系統(tǒng)干擾比機(jī)電設(shè)備較加敏感，對供電質(zhì)量的要求也較為苛刻，相對低劣的電能質(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)測裝置可以針對供電電能質(zhì)量起到監(jiān)測作用，為電能質(zhì)量治理提供可靠依據(jù)。


安科瑞電子商務(wù)（上海）有限公司專注于電纜頭測溫裝置,密集型母線測溫,密集型母線接頭測溫,母線槽測溫,母線測溫,數(shù)據(jù)中心小母線測溫等

• 詞條

  詞條說明

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