江西正星光电

武汉宏信电子工程

四川众信电力工程有限公司

山东华光电子

贝尔斯特变电所改造

现场问题描述：

单晶硅是晶体材料的重要组成部分，处于新材料发展的前沿，可以用于二极管级、整流器件级、电路级以及太阳能电池级单晶产品的生产和深加工制造，其后续产品集成电路和半导体分离器件已广泛应用于各个领域，在军事电子设备中也占有重要地位。

生产单晶硅过程使用到大量电器设备如单晶炉、多晶炉、线切机等，它们带来了大量的谐波，可能引起跳闸等问题。单晶炉是一种在惰性气体环境中，用石墨加热器将多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生长无错位单晶的设备；单晶炉是非线性的负载，在生产过程中，势必会产生谐波电流而冲击电网，影响整个用电系统，导致用电环境不稳定，单晶炉谐波主要为5、7、11、13次。多晶炉电源主要是整流电源，一般6脉动的比较多，谐波主要为5、7、11次。线切机一般谐波含量大概能达到15%左右，谐波主要为5、7、11次。

谐波危害：

增加变压器的附加损耗，加大噪声，减小变压器的带载能力；

谐波增加线路损耗，提高配电线缆的温升，减小线路的带载能力；

谐波较大，电容器组和系统可能会发生谐振而引起烧毁，影响无功补偿柜的正常运行；

增加控制设备和继电保护装置误动作或拒动作的概率，影响供电的安全和可靠性；

谐波会影响电机的正常运转，加大电机的损耗，增加电机的噪音，引起电机振动。影响线切机刀具的精确度，从而导致产品次品率上升。

治理方案：

单晶硅的生产工艺分熔融加热和直流加热，熔融加热多采用中频加热炉，直拉式单晶多采用直流加热炉。生产单晶硅的过程中主要用到的设备有单晶炉，单晶炉是非线性负载，运行消耗大量电能的同时伴随产生高次谐波。治理谐波的最佳解决方案是采用有源电力滤波器，本装置投入使用后可以保证配电系统的谐波电流下降幅度非常明显。