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)的基本保證創新科技，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，電壓暫降引領作用、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)濟損失經驗。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：半導體敢於監督；電能質(zhì)量大局；電壓暫降；諧波。

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　　項目概況

　　在國家政策的引導下效率和安，電子行業(yè)發(fā)展迅速就能壓製，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產能提升，配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜發揮，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適應能力，對故障比較敏感設施；大部分工藝設備對電壓、電流比較敏感快速增長，電壓電流的變化會導致設備損壞要求、生產(chǎn)材料報廢等問題；并且工廠電壓等級比較多通過活化，出于供電可靠性要求和工藝設備需要電壓等級不同開放以來，工廠配電電壓從110kV到66kV、35kV防控、10kV組合運用、0.48kV、0.4kV不等高質量，涉及的各電壓等級變壓器數(shù)量非常多研究與應用。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)量情況迎難而上，為后續(xù)改善電能質(zhì)量提供依據(jù)有效保障。

　　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)溝通機製。經(jīng)營范圍包括OLED等平板顯示屏材料設計標準、電子材料及其相關產(chǎn)品的研發(fā)、測試助力各行、生產(chǎn)經過、銷售、技術(shù)服務互動互補、技術(shù)咨詢及其售后服務核心技術體系；提供分撥、保稅倉儲（不含危險化學品）力度、保稅加工服務新產品；國際貿(mào)易、轉(zhuǎn)口貿(mào)易持續發展、保稅區(qū)企業(yè)間貿(mào)易以及區(qū)內(nèi)貿(mào)易代理更加廣闊；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(shù)進出口除外）損耗。

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　　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)長遠所需，共設一面高壓進線柜形式、一面計量柜、一面母線PT柜和四面專變出線柜非常完善。由于該公司主要生產(chǎn)電子材料傳遞、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不斷完善、諧波問題

　　IC測試臺發揮效力、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)生大量的諧波勞動精神，它們不但會造成機臺設備自身的壞機現(xiàn)象穩定發展，回流進電網(wǎng)的諧波電流還會引起其他回路的發(fā)熱、電子開關誤動作落到實處、供電電壓不穩(wěn)效果，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報廢新創新即將到來。而且高能設備如：外延設備、擴散設備創新的技術、離子注入設備的頻繁加卸載設計能力，更加重了用電環(huán)境的惡化。

　　2有序推進、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)問題非常敏感適應性，相對于傳統(tǒng)工業(yè)來說，半導體深入開展、LCD制造對電壓暫降非常敏感更優美，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更為一致。對于半導體行業(yè)而言，兩者均會造成設備停機堅定不移，產(chǎn)生的結(jié)果是相同的落地生根，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)事故中技術的開發，電壓暫降引起的事故占了70%-80%成效與經驗；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)暫時的中斷提供了有力支撐，而對半導體飛躍、LCD生產(chǎn)來說就是一次災難。因為半導體競爭力、LCD生產(chǎn)設備的停機會造成大量直接損失和間接損失最為突出。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特點、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)意見征詢、延誤交貨時間等組成部分。

　　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)研與分析集聚，都表明電壓暫降與短時中斷都是顯著的電能質(zhì)量問題高效化，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)高位明確了方向。

　　因此去完善，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必然趨勢，同時為了保證整個配電系統(tǒng)日常安全穩(wěn)定運行設備，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)測各回路的電能文化價值，在每面高壓開關柜和低壓柜均配置我司的多功能儀表促進善治。各類設備主要實現(xiàn)的功能如下：

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　　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)單產提升，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)求索，可以實時監(jiān)測各回路電壓、電流多樣性、功率性能穩定、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規模、隔離開關數字化、地刀等合、分閘狀態(tài)緊密協作。

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

　　1）電參量查詢：在配電一次圖中提供有力支撐，可以直接查看該回路詳細電參量，包括三相電流、三相電壓越來越重要、總有功功率切實把製度、總無功功率、總功率因數(shù)改革創新、正向有功電能等最新。

　　2）運行報表：查詢各回路或設備特定時間的運行參數(shù)，報表中顯示電參量信息應包括：各相電流自行開發、三相電壓模樣、總功率因數(shù)、總有功功率處理方法、總無功功率數據顯示、正向有功電能等，報表格式有日報表服務、月報表實現、年報表等。

圖3 0.4kV電參量查詢界面

　　4）實時告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鞯刃问?、隔離開關防控、接地刀分、合動作等遙信變位的特點，保護動作高質量、事故跳閘等事件發(fā)出告警。

　　5）歷史事件查詢：能夠?qū)b信變位適應性，保護動作迎難而上、事故跳閘，以及電壓動手能力、電流服務品質、功率傳遞、功率因數(shù)越限等事件記錄進行存儲和管理充分，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警信息進行歷史追溯，查詢統(tǒng)計的發生、事故分析融合。

　　6）故障錄波：能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動準確地記錄故障前相結合、后過程的各種電氣量的變化情況提升，通過對這些電氣量的分析、比較相關性，對分析處理事故競爭力、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用的必然要求。

　　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時穩(wěn)態(tài)信息的過程中，包括開關位置物聯與互聯、 保護動作狀態(tài)、遙測量等範圍和領域，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎取得了一定進展。

　　8）曲線查詢：能夠查詢實時曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓有所增加、有功功率、無功功率促進進步、功率因數(shù)等所有遙測量讓人糾結。

　　9）用戶權(quán)限管理：設置了用戶權(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（如遙控的操作發揮效力，數(shù)據(jù)庫修改等）自動化方案。系統(tǒng)可以定義不同操作權(quán)限的權(quán)限組（如管理員組、工程師組結構、操作員組等）空間廣闊，在每個權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運行效果、維護、管理提供可靠的安全保障。

　　10）網(wǎng)絡拓撲圖：支持實時監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設備的通訊狀態(tài)服務水平，能夠完整的顯示整個系統(tǒng)網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)線上線下；可在線診斷設備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡異常時能自動在界面上顯示故障設備或元件及其故障部位能力建設。

圖4 網(wǎng)絡拓撲圖

　　11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求知識和技能，可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備進行遠程遙控操作。

　　12）通信管理：可以對整個配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設備通信情況進行管理醒悟、控制進行部署、數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測。

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　　現(xiàn)場安裝圖片

　　本項目各類設備均就地安裝于開關柜中新模式，電力監(jiān)控系統(tǒng)主機放置于高壓配電房值班室內(nèi)中重要作用，現(xiàn)場安裝圖片如下。

圖5 現(xiàn)場圖片

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　　現(xiàn)場運行情況

　　本項目自裝設電能質(zhì)量監(jiān)測裝置起應用情況，對電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障情況均可靠監(jiān)測很重要，在此過程中，出現(xiàn)多次電壓暫降也逐步提升，事件記錄如圖6保護好。去年2022年10月份由于限電，出現(xiàn)過一次電壓暫降組織了，暫降深度為1380V充足，持續(xù)時間為0.039s智能設備，如圖7；2023年1月23日發(fā)生過一次電壓暫降服務效率，暫降深度為2999V不要畏懼，持續(xù)時間為0.620s，由于春節(jié)期間逐步改善，用戶單位放假特點，所有設備均停運，故未造成損失落實落細，如圖8意見征詢；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深入闡釋，持續(xù)時間為0.637s集聚，造成現(xiàn)場所有變頻器均停機，且照明燈也出現(xiàn)閃變的現(xiàn)象大大提高，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運行好，得到用戶的認可充分發揮。

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　　結(jié)語

　　半導體滲透到我們工作規模最大、生活的方方面面探索創新，隨著生活水平的提高，我們對芯片制造需求也越來越多發展契機。但伴隨信息技術(shù)的飛速發(fā)展穩定，基于計算機、微處理器的用電設備和各種電力電子設備在電力系統(tǒng)中大量投入使用齊全，它們對系統(tǒng)干擾比機電設備更加敏感廣泛關註，對供電質(zhì)量的要求也更為苛刻，相對低劣的電能質(zhì)量嚴重影響了靈敏設備的安全運行機製。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)測作用各項要求，為電能質(zhì)量治理提供可靠依據(jù)。