Вимоги до електроустаткування та електропостачання
ЗАГАЛЬНА ЧАСТИНА
1.1 Техніко-технологічна характеристика основних видів виробничих процесів
Підприємство займається нарощуванням полікристалічного кремнію. Полікристалічний кремній - сировина напівпровідникової промисловості. В основному використовується для отримання монокристалічного кремнію і мультікремнія. За якістю полікристалічний кремній поділяють на кремній «сонячної» якості і «електронної» якості.
Полікристалічний кремній «електронної» якості використовується в сучасній мікроелектроніці, промислової та силовій електроніці. Полікристалічний кремній «сонячної» якості використовується в енергетиці для виробництва сонячних батарей.
До основних видів технологічного електроустаткування дільниці нарощування полікристалічного кремнію відносяться:
— реактори осадження кремнію, які забезпечують нагрів полікристалічних стрижнів;
— конвертори прямого нагріву графітових елементів.
До допоміжного технологічного устаткування дільниці належать:
— камера гарячого водяного очищення ковпаків реакторів;
— приточна вентиляція створює на ділянці підвищений тиск повітря для забезпечення високого рівня чистоти ділянки, за рахунок відсутності протягів при відкриванні воріт та дверей у приміщенні;
— система димовидалення забезпечує найкоротший час видалення диму з приміщення;
— дробарка та система стрічкових конвеєрів забезпечують дріблення та транспортування кремнію до цеху його упакування та зберігання.
— для підтримання температурного режиму та впровадження енергозберігаючих заходів на дільниці на воротах встановлені калорифери.
Види продукції яка випускається:
Полікристалічний кремній є вихідною сировиною для напівпровідникового і фотоелектричного виробництва. Підприємство виготовляє полікремній, використовуючи метод хімічного осадження парів, при якому трихлорсилан високої чистоти піддається відновленню воднем. У результаті відбувається осадження полікремнію у формі стрижнів-затравок.
Монокремній, який використовується для виготовлення фотоперетворювачів на основі монокремнію, РК-екранів, підкладок і технологічних шарів інтегральних схем.
До зовнішніх зв’язків належать зв’язки з підприємством по виготовленню основної сировини для виробництва полікристалічного кремнію-трихлорсилану високої чистоти як напівпровідникової, так і сонячної якості. Трихлорсилан отримують з технічного кремнію і піддають очищенню методом дистиляційного рафінування.
До внутрішніх зв’язків належить міжцеховий зв’язок:
- транспортування полікристалічного кремнію до цеху його перетворення у монокремній;
- система розподілення та транспортування такиих газів як: трихлорсилану, хлору, водню та тетрахлориду кремнію;
- переміщення подрібленної маси кремнію за допомогою системи стрічкових конвеєрів.
Вимоги до електроустаткування та електропостачання
На ділянці нарощування полікристалічного кремнію розміщуються елек- троприймачі 1-ї та ІІ-Ї категорії надійності.
До І-ї категорії відносяться лише еяектроприймачі, перерва з електропостачанні яких може спричинити за собою небезпеку для людей, значної шкоди народному господарств, пошкодження обладнання, масовий брак продуктції, розлад складного технологічного пронесу. Ці електроприймачі повинні забезпечуватися живленням від двох незалежних джерел і перерва їх електропостачання допускається лише на час автоматичного включення резерву.
До цих електролриймачів на дільниці відносяться:
- реактори;
- конвертори;
- системи димо- та паро видалення.
До II-ї категорії відносяться електроприймачі. Які також дуже важливі, але перерва їх живлення пов’язана тільки з масовим недовипуском продукції, простоєм людей, механізмів і промислового транспорту. Вимоги до резервування їх живлення менш суворі, ніж до електроприймачів І-ї категорії. Допускаються перерви електропостачання на час необхідний для ручного включення резерву черговим персоналом і навіть виїзною бригадою, якщо підстанція не має постійного чергування. Деякі групи електроприймачів II-ї категорії за пропонованим ними вимогам до живлення ближче до І-ї категорії, а інші, навпаки, ближче до ІІІ-ої категорії.
До цієї категорії відносяться:
- крани;
- приточна вентиляція;
- конвеєри;
- верстати різних груп (металообробні: токарні, свердлильні, зубофрезерні ітд)
- приводи відкривання воріт, калорифери.
1.3 Вибір роду струму та величини напруги
По напрузі електроприймачі класифікують па дві групи:
— електроприймачі, що можуть одержувати підпитку безпосередньо від мережі 3,6 і 10 кВ. До цієї групи відносять великі електродвигуни, могутні печі опору і дугові печі для плавки чорних і кольорових металів, що підпитуються через власні трансформатори. Слід зазначити, що при 10 кВ можуть бути виготовлені двигуни потужністю 315 кВт і вище;
- електроприймачі, живлення яких економічно доцільно на напрузі 380 660 В.
По роду струму розрізняють електроприймачі, що працюють:
— від мережі змінного струму нормальної промислової частоти (50 Гц);
— від мережі змінного струму підвищеної чи зниженої частоти;
— від мережі постійного струму.
Для ряду виробничих механізмів необхідне широке регулювання швидкості, підтримка постійності швидкості технологічного процесу, часте реверсування, швидкі розгони і гальмування, що викликає необхідність застосування керованого електропривода у складі асинхронного двигуна з системою керування тиристорним перетворювачем частоти.
Основна перевага тиристорних перетворювачів перед електромашинними полягає в тому, що за рахунок високого коефіцієнта корисної дії і відсутності втрат холостого ходу знижується споживана потужність від мережі і знижуються експлуатаційні витрати. Великі переваги ТІІЧ в їх регулювальних властивостях. Регулювання вихідних параметрів і потужності здійснюється без переключення в силових ланцюгах, що дозволяє обходиться без громіздких комутуючих пристроїв.
Трансформаторна підстанція ділянки нарощування полікристалічного кремнію одержує живлення від високовольтної кабельної лінії електропередачі 10 кВ змінного струму частотою 50 Гц і через понижуючий трансформатор перетворить у напругу 0,4 кВ змінного струму тієї ж частоти. Електроустаткування ділянки одержує живлення через систему розподільних пристроїв.
1.4 Вибір електричних двигунів для технологічного устаткування
Вибір двигуна для надання руху якого-небудь механізму пов'язаний із забезпеченням ряду вимог, основними з яких є наступні:
— номінальна напруга двигуна повинна відповідати напрузі мережі;
— момент, що розвивається, повинний забезпечувати динамічні і статичні режими без припустимого перевищення температури;
— перевантажувальна здатність двигуна повинна забезпечувати роботу електропривода при короткочасних пікових навантаженнях;
— регулювання швидкості повинне відповідати вимогам технологічного процесу й ін.
Надійна тривала робота двигуна можлива тільки в тому випадку, коли він правильно розрахований і обраний по тепловому і динамічному (при перехідних процесах) режимах і відповідає умовам навколишнього середовища. Забезпечення надійності електроприводів зв’язано з конструкцією двигунів. Застосування двигунів будь-якого типу насамперед пов’язано із підбором його по потужності.
У випадку невідповідності потужності двигуна статичному навантаженню механізму електропривод не забезпечить необхідної продуктивності, а двигун передчасно вийде з ладу.
Для вибору системи електропривода необхідно чітко уявляти собі технологічні вимоги до приводу того механізму, для якого він вибирається. Установлення таких вимог полегшує вибір оптимальної системи електропривода, тобто такий, який найбільш простий і дешевший з усіх систем, що забезпечують бажані експлуатаційні показники механізму. Вибір електродвигуна визначається навантаженням, номінальною швидкістю руху, необхідним діапазоном регулювання швидкості приводу, твердістю механічних характеристик, числом включень у годину і т. п.
Таблиця 1 – Вибір електродвигунів для устаткування
| № | Устаткування | Тип двигуна | Потужність, кВт |