单晶炉无功补偿及滤波方案

一、基本原理：

单晶炉在使用中产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重。单晶炉一般由可控硅整流装置提供直流电源。可控硅整流装置会在交流侧产生很大的无功功率和谐波电流，导致电压、电流波形严重畸变，功率因数低，造成进线电流大，变压器利用率降低，能耗增加。谐波还会干扰拉晶控制系统，造成错位、断晶、跳闸，严重影响正常生产。上海坤友电气有限公司集多年来对单晶炉工艺的了解，为单晶炉的滤波补偿设计提供了丰富的实践经验，参数设计合理，滤波通道的组合合理，无过补偿，无频繁投切，运行稳定，**，使用寿命长，节能效果显著。

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。单晶炉应用非常广泛，单晶硅、单晶锗等众多产品是电子工业及其他高科技行业极其重要的原材料。随着我国经济的高速成长，单晶炉的应用将越来越普遍。

作为工业炉的重要分支之一，单晶炉消耗大量能源，高昂的电费支出，谐波污染造成的产品品质下降已经成为众多单晶炉用户的心头之痛。面对国内外数量众多的单晶炉用户环保节能的迫切需求，不少厂家做了很多有益的努力和尝试。有的试图用系统保护类瞬变、浪涌、高次谐波抑制产品对单晶炉系统进行技术改造，但实践应用表明：单晶炉谐波次数主要为5、7、11次谐波（其中5次谐波大含有量达到45％，7次20％，11次11％，总畸变率达到49.43％，而功率因数低只有0.45～0.6，高功率因数也只有0.7。因此这种设备谐波治理不可忽略，节能效果难以令人满意，更为严重的是谐波能量大大超出用电设备承受范围，长期使用容易损毁，事故频频，影响企业生产的正常进行，造成资源浪费，让用户非常烦恼。

上海坤友电气有限公司针对这类设备而设计的一套KYLB滤波补偿装置有效解决上述问题（两种方式：要求谐波治理和无功补偿都达标的，上海坤友电气有限公司采用谐波治理支路＋无功调节支路；只是要求无功补偿能够正常运行，功率因数到标，上海坤友电气有限公司采用抑制谐波无功补偿方案），既能治理谐波又能补偿无功，可彻底解决谐波污染及提高功率因素，经济效益明显，一般可在5～8个月左右收回投资成本。

二、主要特点：

1、针对用户系统专门设计制造，消除特性谐波如：5次、7次、11次、13次等，滤波效果明显。

2、既能治理谐波又能补偿无功。

3、滤波装置投入后用电质量可明显改善，可改善冲击负载引起的电流冲击，减少电压波动和抑制电压闪变，提高电压稳定性，改善电压质量。功率因数可提高到0.95以上，使用户线损降低可提高配电变压器的承载效率，经济效益明显。

4、采用高性能开关投切各滤波支路，完善的控制系统，保护功能齐全，具有短路保护、过压保护、过流保护等，运行可靠，操作简单。

三、谐波治理带来的好处：

1、安装谐波治理装置后，有效的降低了谐波电流，增加了变压器的有效容量，可增加相应的带载能力，减少扩容所需的投资。

2、安装谐波治理装置后，可有效的降低变压器的损耗，提高变压器的**运行系数，起到节能降耗的目的。

3、安装谐波治理装置后，可有效的降低拉出的单晶的质量，提高单晶的无位错率。

四、产品特点：

●针对单晶炉设备结构特点与运行数据专门设计。

●改善单晶炉电网环境，抑制电网谐波干扰，提高产品成品率。

●融合多种当代新技术，实现了全频域谐波滤除效果。

●自适应调节内部器件参数，设备运行稳定、可靠性高。

●采用高速MICROCHIP（微晶）RISC微处理器，动态检测，高速响应。

●设备集成度高，结构合理紧凑，安装方便。

●采用高可靠进口元器件，性能稳定可靠，设计寿命长达10年。

●效果立杆见影，效果显著，实现了环保节能的良好效果。

●性／价比高，投资回报期短，适合中国国情。

●全方位保护系统设备免受浪涌、瞬变的侵害，延长设备使用寿命，综合效益显著。

●KYLB无功滤波补偿装置与单晶炉整流电源并联运行。在加热和拉晶过程中，跟踪实际的工况，利用芯片对无功量及谐波大小计算，自动控制投切调谐滤波支路，达到佳的运行效果。

五、使用条件：

1、户内使用

2、高海拔：≤1000M

3、使用温度：－20℃～40℃

4、大湿度：≤90％

5、使用场所无导电尘埃，无腐蚀金属及破坏绝缘的气体

6、无剧烈振动和颠簸的场所

7、电源电压变化：≤±10％

8、电源频变化：≤±1％

六、产品技术性能：

1．谐波含量完全达到《电能质量·公共电网谐波》GB／T14549－93的要求；

2．平均功率因数保持在0.95以上；

3．保护功能齐全，具有过压、欠压、过流、过热等保护，运行可靠性高。

4．维护量小，运行成本低。

5．外形尺寸：宽×深×高（800×600×2200）

五、国标简介：

国家标准谐波电压限制

国家标准JB／T14549－93《电能质量公用电网谐波》规定的公用电网谐波电压（相电压）限值见下表；10KV变电站0.4KV母线负荷注入系统的各次谐波电流在0.4KV母线谐波电压畸变率应小于下（表A）所列出的0.4KV电压等级的谐波电压限值。

A、公用电网谐波电压限值（相电压）

国家标准谐波电流允许值

国标中规定在核定基准短路容量下注入系统公共接点的各次谐波电流允许值如下表所示。国标0.4KV基准短路容量规定10MVA。

0.4KV系统的谐波电流总允许值IBP（A）

由于考核点的短路容量不同于核定基准小短路容量（10MVA），应按照国标附录B进行换算。换算公式如下：IK＝SK1／SK2×IBP

式中：SK1——公共连接点的小短路容量，MVA

SK2——基准短路容量，MVA

IBP——表3－2中的第H次谐波电流允许值，（A）

IK——短路容量为SK1时的第H次谐波电流允许值，（A）

售后服务

”三包两年”，终身维护，维护只收成本费。

版权所有：上海坤友电气有限公司