本次項(xiàng)目為某半導(dǎo)體有限公司10/0.4KV用戶變電站項(xiàng)目，該變電站供電系統(tǒng)為單母線供電系統(tǒng)，共設(shè)一面高壓進(jìn)線柜、一面計(jì)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(dǎo)體設(shè)備，而半導(dǎo)體芯片制造生產(chǎn)中主要存在以下電能質(zhì)量問(wèn)題：

1、諧波問(wèn)題

IC測(cè)試臺(tái)、PLC控制的機(jī)械手、芯片制造用的晶圓機(jī)或變頻控制的半導(dǎo)體機(jī)臺(tái)都會(huì)產(chǎn)生大量的諧波，它們不但會(huì)造成機(jī)臺(tái)設(shè)備自身的壞機(jī)現(xiàn)象，回流進(jìn)電網(wǎng)的諧波電流還會(huì)引起其他回路的發(fā)熱、電子開(kāi)關(guān)誤動(dòng)作、供電電壓不穩(wěn)，甚至引起生產(chǎn)線停線、半成品的報(bào)廢。而且高能設(shè)備如：外延設(shè)備、擴(kuò)散設(shè)備、離子注入設(shè)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(dǎo)體生產(chǎn)設(shè)備對(duì)電力品質(zhì)問(wèn)題非常敏感，相對(duì)于傳統(tǒng)工業(yè)來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體、LCD制造對(duì)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(dǎo)致設(shè)備停機(jī)。電壓暫降與短時(shí)中斷的差別在于短時(shí)中斷時(shí)負(fù)載一般與供電系統(tǒng)基本斷開(kāi)（幅值低于額定值的10%），而電壓暫降發(fā)生時(shí)負(fù)載仍與電源連接。對(duì)于半導(dǎo)體行業(yè)而言，兩者均會(huì)造成設(shè)備停機(jī)，產(chǎn)生的結(jié)果是相同的，但是電壓暫降發(fā)生的幾率遠(yuǎn)高于短時(shí)中斷會(huì)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(guò)了90%。

停機(jī)的概念在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中只是生產(chǎn)暫時(shí)的中斷，而對(duì)半導(dǎo)體、LCD生產(chǎn)來(lái)說(shuō)就是一次災(zāi)難。因?yàn)榘雽?dǎo)體、LCD生產(chǎn)設(shè)備的停機(jī)會(huì)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(dǎo)體產(chǎn)品硅片損壞和浪費(fèi)、設(shè)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(dòng)生產(chǎn)線需要的時(shí)間、降低產(chǎn)品品質(zhì)、延誤交貨時(shí)間等。

國(guó)家發(fā)改委經(jīng)濟(jì)調(diào)節(jié)運(yùn)行局曾開(kāi)展了電能質(zhì)量經(jīng)濟(jì)性影響調(diào)查，經(jīng)過(guò)大量的調(diào)研與分析，都表明電壓暫降與短時(shí)中斷都是顯著的電能質(zhì)量問(wèn)題，成為供用電雙方共同面臨的挑戰(zhàn)。其中半導(dǎo)體行業(yè)因電能質(zhì)量擾動(dòng)帶來(lái)的生產(chǎn)損失占據(jù)高位。

因此，為了實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)供電的電能質(zhì)量，在本項(xiàng)目的高壓配電進(jìn)線柜處裝設(shè)一臺(tái)電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)裝置APView500，同時(shí)為了保證整個(gè)配電系統(tǒng)日常安全穩(wěn)定運(yùn)行，在每面高壓開(kāi)關(guān)柜裝設(shè)一臺(tái)AM5系列微機(jī)保護(hù)裝置和一臺(tái)ASD200智能操控裝置；為了監(jiān)測(cè)各回路的電能，在每面高壓開(kāi)關(guān)柜和低壓柜均配置我司的多功能儀表。各類設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)的功能如下：

為實(shí)時(shí)監(jiān)視整個(gè)配電室的運(yùn)行以及數(shù)據(jù)采集，該項(xiàng)目配置一套Acrel-2000Z電力監(jiān)控系統(tǒng)，其可實(shí)現(xiàn)的功能如下：

1）實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)：以配電一次圖的形式直觀顯示配電線路的運(yùn)行狀態(tài)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各配電回路斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、地刀等合、分閘狀態(tài)。

圖2 0.4kV配電室母線配電監(jiān)測(cè)界面

1）電參量查詢：在配電一次圖中，可以直接查看該回路詳細(xì)電參量，包括三相電流、三相電壓、總有功功率、總無(wú)功功率、總功率因數(shù)、正向有功電能等。

2）運(yùn)行報(bào)表：查詢各回路或設(shè)備時(shí)間的運(yùn)行參數(shù)，報(bào)表中顯示電參量信息應(yīng)包括：各相電流、三相電壓、總功率因數(shù)、總有功功率、總無(wú)功功率、正向有功電能等，報(bào)表格式有日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表等。

圖3 0.4kV電參量查詢界面

4）實(shí)時(shí)告警：能夠?qū)ε潆娀芈窋嗦菲鳌⒏綦x開(kāi)關(guān)、接地刀分、合動(dòng)作等遙信變位，保護(hù)動(dòng)作、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，保護(hù)動(dòng)作、事故跳閘，以及電壓、電流、功率、功率因數(shù)越限等事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶對(duì)系統(tǒng)事件和報(bào)警信息進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

6）故障錄波：能夠在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，自動(dòng)準(zhǔn)確地記錄故障前、后過(guò)程的各種電氣量的變化情況，通過(guò)對(duì)這些電氣量的分析、比較，對(duì)分析處理事故、判斷保護(hù)是否正確動(dòng)作、提高電力系統(tǒng)安全運(yùn)行水平有著重要作用。

7）事故追憶：能夠自動(dòng)記錄事故時(shí)刻前后一段時(shí)間的所有實(shí)時(shí)穩(wěn)態(tài)信息，包括開(kāi)關(guān)位置、 保護(hù)動(dòng)作狀態(tài)、遙測(cè)量等，形成事故分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

8）曲線查詢：能夠查詢實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線，包括三相電流、三相電壓、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等所有遙測(cè)量。

9）用戶權(quán)限管理：設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能，通過(guò)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，數(shù)據(jù)庫(kù)修改等）。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、操作員組等），在每個(gè)權(quán)限組里分配不同用戶，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

10）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D：支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通訊狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

圖4 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

11）遙控功能：根據(jù)電力規(guī)程要求，可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

12）通信管理：可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備通信情況進(jìn)行管理、控制、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)圖片