摘 要：半導體生產(chǎn)制造業(yè)在國民經(jīng)濟中起著舉足輕重的作用，相關企業(yè)的規(guī)模也越來越大。其供配電系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠的運維不僅是其安全生產(chǎn)的基本保證，還關系到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)的順利進行。而半導體行業(yè)中大部分工藝設備對電能質(zhì)量比較敏感，電壓暫降、諧波等電能質(zhì)量問題會導致設備損壞、生產(chǎn)材料報廢等產(chǎn)生較大的經(jīng)濟損失。因此，需要對半導體行業(yè)裝設電能質(zhì)量監(jiān)測裝置來監(jiān)測供電的電能質(zhì)量。

關鍵詞：半導體；電能質(zhì)量；電壓暫降；諧波

1 項目概況

在國家政策的引導下，電子行業(yè)發(fā)展迅速，同時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行，配電系統(tǒng)結(jié)構復雜，設備一旦意外斷電會導致重大損失，這就需要對供電可靠性要求非常高，對故障比較敏感；大部分工藝設備對電壓、電流比較敏感，電壓電流的變化會導致設備損壞、生產(chǎn)材料報廢等問題；并且工廠電壓等級比較多，出于供電可靠性要求和工藝設備需要電壓等級不同，工廠配電電壓從110kV到66kV、35kV、10kV、0.48kV、0.4kV不等，涉及的各電壓等級變壓器數(shù)量非常多。針對以上情況，需要配置電能質(zhì)量監(jiān)測裝置來監(jiān)測用電電能質(zhì)量情況，為后續(xù)改善電能質(zhì)量提供依據(jù)。

某半導體有限公司成立于2018年05月29日，注冊地位于四川省成都高新區(qū)。經(jīng)營范圍包括OLED等平板顯示屏材料、電子材料及其相關產(chǎn)品的研發(fā)、測試、生產(chǎn)、銷售、技術服務、技術咨詢及其售后服務；提供分撥、保稅倉儲（不含危險化學品）、保稅加工服務；國際貿(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、相關化工原料（不含危險化學品）的進出口、批發(fā)、傭金代理及相關配套業(yè)務（國家禁止或涉及行政審批的貨物和技術進出口除外）。

2 項目需求

本次項目為某半導體有限公司10/0.4KV用戶變電站項目，該變電站供電系統(tǒng)為單母線供電系統(tǒng)，共設一面高壓進線柜、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、芯片等半導體設備，而半導體芯片制造生產(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控制的機械手、芯片制造用的晶圓機或變頻控制的半導體機臺都會產(chǎn)生大量的諧波，它們不但會造成機臺設備自身的壞機現(xiàn)象，回流進電網(wǎng)的諧波電流還會引起其他回路的發(fā)熱、電子開關誤動作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報廢。而且高能設備如：外延設備、擴散設備、離子注入設備的頻繁加卸載，更加重了用電環(huán)境的惡化。

2、電壓暫降及中斷

現(xiàn)代化的半導體生產(chǎn)設備對電力品質(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%-90%電壓暫降即可能導致設備停機。電壓暫降與短時中斷的差別在于短時中斷時負載一般與供電系統(tǒng)基本斷開（幅值低于額定值的10%），而電壓暫降發(fā)生時負載仍與電源連接。對于半導體行業(yè)而言，兩者均會造成設備停機，產(chǎn)生的結(jié)果是相同的，但是電壓暫降發(fā)生的幾率遠高于短時中斷會發(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超過了90%。

停機的概念在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中只是生產(chǎn)暫時的中斷，而對半導體、LCD生產(chǎn)來說就是一次災難。因為半導體、LCD生產(chǎn)設備的停機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：半導體產(chǎn)品硅片損壞和浪費、設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。

國家發(fā)改委經(jīng)濟調(diào)節(jié)運行局曾開展了電能質(zhì)量經(jīng)濟性影響調(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)。其中半導體行業(yè)因電能質(zhì)量擾動帶來的生產(chǎn)損失占據(jù)高位。

因此，為了實時監(jiān)測供電的電能質(zhì)量，在本項目的高壓配電進線柜處裝設一臺電能質(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)定運行，在每面高壓開關柜裝設一臺AM5系列微機保護裝置和一臺ASD200智能操控裝置；為了監(jiān)測各回路的電能，在每面高壓開關柜和低壓柜均配置我司的多功能儀表。各類設備主要實現(xiàn)的功能如下：

3 系統(tǒng)需求

為實時監(jiān)視整個配電室的運行以及數(shù)據(jù)采集，該項目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，其可實現(xiàn)的功能如下：

1）實時監(jiān)測：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運行狀態(tài)，可以實時監(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、地刀等合、分閘狀態(tài)。