电子半导体行业电能质量监测与治理系统解决方案

电子半导体行业电能质量监测与治理系统解决方案

      摘要：在国家鼓励半导体材料国产化的政策导向下，本土半导体材料厂商不断提升半导体产品技术水平和研发能力，逐渐打破了国外半导体厂商的垄断格局，推进中国半导体材料国产化进程，促进中国半导体行业的发展。半导体产品的制造使用到的设备如单晶炉、多晶炉等都是恶性的谐波源，这些设备产生的谐波会污染电力系统，影响系统的供电质量。因此这些生产半导体的电子厂房需要一套系统解决方案，有效解决其产生的电能质量问题。

      关键词：半导体行业；电能质量；电能质量监测与治理；系统解决方案

静，凉生为室空。此时身自保，难更与人同。

1引言

      半导体是许多工业整机设备的核心，普遍应用于计算机、通信、消费电子、汽车、工业/医疗、军事/政府等核心领域。为鼓励半导体材料产业发展，突破产业瓶颈，我国出台等多项政策支持半导体行业发展，为半导体材料产业的发展提供良好的发展环境。半导体等电子厂房相较于其他工业类厂房，主要特殊之处在于其洁净等级要求高，光刻机、等离子注入机等设备的电源质量和电压等级要求高。生产半导体的厂房使用到的大部分电子产品采用了非线性的可控变流装置、变频调速装置等负荷，其产生的谐波问题导致了公用电网电能品质降低。若不治理，不仅会影响设备的正常运行，严重时甚至会威胁患者的生命安全，因此对半导体厂房供配电系统电能质量治理的深入分析研究势在必行。

2谐波源分析

      半导体芯片加工电子厂房生产制造配电系统,主要谐波负载为主要谐波源为单晶炉、多晶炉、各类设备、照明及变频通风设备、计算机及UPS等。

目前大多数单晶炉是采用中频感应电源加热的工作方式，中频电源主电路包括整流电路、滤波电路、单相桥式逆变电路和并联谐振电路。其中整流电路采用三相全控桥式整流电路，作用是将三相50Hz工频交流电压整流成波动的直流电压。单晶炉的中频电源产生谐波电流仅含(k=1,2,3…)次。

单晶炉、多晶炉、IC测试台、PLC控制的机械手、芯片制造用的晶圆机或变频控制的半导体机台都会产生大量的谐波，他们不但会造成机台设备自身的坏机现象，回流进电网的谐波电流还会引起其它回路的发热，电子开关误动作、供电电压不稳，甚至生产线停线、半成品的报废，其损失不可谓不大。而且高能设备如：外延设备、扩散设备、离子注入设备的频繁加卸载，更加重了用电环境的恶化。

3谐波影响

3.1对电网的影响

      导致电网功率消耗变大、设备试用时间降低、接地保护功能和遥控功能出现异常、线路与设备热量变大等，特别是三次谐波导致非常大的中性线电流，造成配电变压器零线电流大于相线电流数值，致使设备不能平稳运行。因此，谐波还能引发造成谐振在电网中发生，则会将运行正常的供电停止、情况严重、电网解裂等情况发生。谐振造成变电站局部并联与串联，致使电压互感器设施损坏；造成变电站系统当中的设备与元件生成附加的谐波