一、基本原理：

單晶爐在使用中產生大量的諧波，導致電網中的諧波污染非常嚴重。單晶爐一般由可控硅整流裝置提供直流電源。可控硅整流裝置會在交流側產生很大的無功功率和諧波電流，導致電壓、電流波形嚴重畸變，功率因數(shù)低，造成進線電流大，變壓器利用率降低，能耗增加。諧波還會干擾拉晶控制系統(tǒng)，造成錯位、斷晶、跳閘，嚴重影響正常生產。上海坤友電氣有限公司集多年來對單晶爐工藝的了解，為單晶爐的濾波補償設計提供了豐富的實踐經驗，參數(shù)設計合理，濾波通道的組合合理，無過補償，無頻繁投切，運行穩(wěn)定，**，使用壽命長，節(jié)能效果顯著。

單晶爐是一種在惰性氣體環(huán)境中，用石墨加熱器將多晶硅等多晶材料熔化，用直拉法生長無錯位單晶的設備。單晶爐應用非常廣泛，單晶硅、單晶鍺等眾多產品是電子工業(yè)及其他高科技行業(yè)極其重要的原材料。隨著我國經濟的高速成長，單晶爐的應用將越來越普遍。

作為工業(yè)爐的重要分支之一，單晶爐消耗大量能源，高昂的電費支出，諧波污染造成的產品品質下降已經成為眾多單晶爐用戶的心頭之痛。面對國內外數(shù)量眾多的單晶爐用戶環(huán)保節(jié)能的迫切需求，不少廠家做了很多有益的努力和嘗試。有的試圖用系統(tǒng)保護類瞬變、浪涌、高次諧波抑制產品對單晶爐系統(tǒng)進行技術改造，但實踐應用表明：單晶爐諧波次數(shù)主要為5、7、11次諧波（其中5次諧波大含有量達到45％，7次20％，11次11％，總畸變率達到49.43％，而功率因數(shù)低只有0.45～0.6，高功率因數(shù)也只有0.7。因此這種設備諧波治理不可忽略，節(jié)能效果難以令人滿意，更為嚴重的是諧波能量大大超出用電設備承受范圍，長期使用容易損毀，事故頻頻，影響企業(yè)生產的正常進行，造成資源浪費，讓用戶非常煩惱。

上海坤友電氣有限公司針對這類設備而設計的一套KYLB濾波補償裝置有效解決上述問題（兩種方式：要求諧波治理和無功補償都達標的，上海坤友電氣有限公司采用諧波治理支路＋無功調節(jié)支路；只是要求無功補償能夠正常運行，功率因數(shù)到標，上海坤友電氣有限公司采用抑制諧波無功補償方案），既能治理諧波又能補償無功，可徹底解決諧波污染及提高功率因素，經濟效益明顯，一般可在5～8個月左右收回投資成本。

二、主要特點：

1、針對用戶系統(tǒng)專門設計制造，消除特性諧波如：5次、7次、11次、13次等，濾波效果明顯。

2、既能治理諧波又能補償無功。

3、濾波裝置投入后用電質量可明顯改善，可改善沖擊負載引起的電流沖擊，減少電壓波動和抑制電壓閃變，提高電壓穩(wěn)定性，改善電壓質量。功率因數(shù)可提高到0.95以上，使用戶線損降低可提高配電變壓器的承載效率，經濟效益明顯。

4、采用高性能開關投切各濾波支路，完善的控制系統(tǒng)，保護功能齊全，具有短路保護、過壓保護、過流保護等，運行可靠，操作簡單。

三、諧波治理帶來的好處：

1、安裝諧波治理裝置后，有效的降低了諧波電流，增加了變壓器的有效容量，可增加相應的帶載能力，減少擴容所需的投資。

2、安裝諧波治理裝置后，可有效的降低變壓器的損耗，提高變壓器的**運行系數(shù)，起到節(jié)能降耗的目的。

3、安裝諧波治理裝置后，可有效的降低拉出的單晶的質量，提高單晶的無位錯率。

四、產品特點：

●針對單晶爐設備結構特點與運行數(shù)據(jù)專門設計。

●改善單晶爐電網環(huán)境，抑制電網諧波干擾，提高產品成品率。

●融合多種當代新技術，實現(xiàn)了全頻域諧波濾除效果。

●自適應調節(jié)內部器件參數(shù)，設備運行穩(wěn)定、可靠性高。

●采用高速MICROCHIP（微晶）RISC微處理器，動態(tài)檢測，高速響應。

●設備集成度高，結構合理緊湊，安裝方便。

●采用高可靠進口元器件，性能穩(wěn)定可靠，設計壽命長達10年。

●效果立桿見影，效果顯著，實現(xiàn)了環(huán)保節(jié)能的良好效果。

●性／價比高，投資回報期短，適合中國國情。

●全方位保護系統(tǒng)設備免受浪涌、瞬變的侵害，延長設備使用壽命，綜合效益顯著。

●KYLB無功濾波補償裝置與單晶爐整流電源并聯(lián)運行。在加熱和拉晶過程中，跟蹤實際的工況，利用芯片對無功量及諧波大小計算，自動控制投切調諧濾波支路，達到佳的運行效果。

五、使用條件：

1、戶內使用

2、高海拔：≤1000M

3、使用溫度：－20℃～40℃

4、大濕度：≤90％

5、使用場所無導電塵埃，無腐蝕金屬及破壞絕緣的氣體

6、無劇烈振動和顛簸的場所

7、電源電壓變化：≤±10％

8、電源頻變化：≤±1％

六、產品技術性能：

1．諧波含量完全達到《電能質量·公共電網諧波》GB／T14549－93的要求；

2．平均功率因數(shù)保持在0.95以上；

3．保護功能齊全，具有過壓、欠壓、過流、過熱等保護，運行可靠性高。

4．維護量小，運行成本低。

5．外形尺寸：寬×深×高（800×600×2200）

五、國標簡介：

國家標準諧波電壓限制

國家標準JB／T14549－93《電能質量公用電網諧波》規(guī)定的公用電網諧波電壓（相電壓）限值見下表；10KV變電站0.4KV母線負荷注入系統(tǒng)的各次諧波電流在0.4KV母線諧波電壓畸變率應小于下（表A）所列出的0.4KV電壓等級的諧波電壓限值。

A、公用電網諧波電壓限值（相電壓）

國家標準諧波電流允許值

國標中規(guī)定在核定基準短路容量下注入系統(tǒng)公共接點的各次諧波電流允許值如下表所示。國標0.4KV基準短路容量規(guī)定10MVA。

0.4KV系統(tǒng)的諧波電流總允許值IBP（A）

由于考核點的短路容量不同于核定基準小短路容量（10MVA），應按照國標附錄B進行換算。換算公式如下：IK＝SK1／SK2×IBP

式中：SK1——公共連接點的小短路容量，MVA

SK2——基準短路容量，MVA

IBP——表3－2中的第H次諧波電流允許值，（A）

IK——短路容量為SK1時的第H次諧波電流允許值，（A）

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