תכנון מערכת חשמל למפעל מוליכים למחצה

מוסד לימוד
מקצוע
מילות מפתח , , ,
שנת הגשה 2009
מספר מילים 12413

תקציר העבודה

תקציר בפרוייקט זה יבואו לידי ביטוי שלבי תכנון הקמת מתקן חשמלי החל משלב איסוף נתוני העומס, חישוב העומס בפועל עפ"י מקדמי צריכה , קביעת גודל החיבור לחח"י וכן איפיונו מבחינת אמינות אספקה נדרשת מתוך פילוח הצרכנים לקטגוריות.
תכנון הפרוייקט יציג בעיקר את השלבים הבאים:
ריכוז טבלת הספקים. בחירת גודל שנאי.
שטח חתך של כבלי הזנה.
חישוב סוללת קבלים.
חישוב זרמי קצר.
בחירת ציוד מיתוג והגנות.  המפעל כולל מבנה מרכזי בו נמצאת מערכת החדרים הנקיים (FAB ) שזהו בעצם האגף בו מתבצע תהליך הייצור.
מבנה נוסף בו מצויים המשרדים, חדר האוכל, מחסן ביגוד וכו'.
בחצר נמצא אגף ייצור מים מזוקקים נטולים כל מרכיב כימי אחר, שמשמשים את תהליך הייצור. בנוסף בחצר נמצא גם התחמ"ש הפרטי שמזין חשמלית את כל קומפלקס המפעל.
  הפרויקט שלנו מתאפיין בתכנון  אספקת החשמל מהרשת המרכזית שלנו שהיא kV 161 שמזינה את התחמ"ש ועד למתח  kV6.6   שמזין את מערכת המיזוג והאוורור במערכת החדרים הנקיים וכן את מכונות הייצור העיקריות כגון  sputter & implanter .
מובן כי קיימים באתר צרכני מ"נ kV  0.4
אך דגש מיוחד לא יוצג בפרויקט זה.
  משיקולים של אמינות אספקה רשת ההזנה  kV  161 נבחרה להיות בעזרת כבלים תת קרקעיים ולא בעזרת רשת עילית כמקובל בדר"כ. הספק כללי של החיבור MVA 15
תוכן העניינים:

1 . הקדמה -..                                                                                                            7
   1.1.  מוליך למחצה ..                                                                                                  7
   1.2  תהליך יצור ..                                                                                                  
8
2 . מבוא –.
9
3 . מטרת הפרויקט –…             
1 0    3.1.  דרישות חיבור המתקן לרשת חברת החשמל –.         
1 0
4 . תכנון מוקדם                                                                                                                    
1 1
   4.1.  פרמטרים עיקריים של עומסים חשמליים –…    
1 1
   4.2.  קבוצות צרכנים –    
1 5
   4.3.  חישובים כלליים …    
1 7
   4.4.  מקדם חוסר חפיפה מקסימאלי –…    
1 7
   4.5.  מקדם הספק של המפעל -…    
1 7
5. תכנון מפורט .

1 9
   5.1.  השנאי …
19
    5.2.   בחירת שנאי הספק עבור המפעל —
19
     5.3   חישוב מקדם העמסה —
19
     5.4   בדיקת העמסת שנאי במשטר חירום –
20      5.5.   נתוני השנאי -…
20     5.6.  הפסדי אנרגיה -.
21
       5.6.1.   חישוב הפסדי אנרגיה בשנאי, במצב העמסה רגיל –.
21
       5.6.2.   חישוב הפסדי אנרגיה בשנאי, במשטר חרום –
22
       5.6.3.   חישוב הפסדי אנרגיה במהלך השנה
23
   5.7.  ציוד קיזוז – סוללות קבלים …
24
        5.7.1  חשיבות כלכלית של מקדם הספק …
24
        5.7.2  דרכים לשיפור מקדם הספק —

5          5.7.3  צורות התקנת קבלים …  
2 6
         5.7.4 קבלים לשיפור כופל הספק בתעשייה –…
27
    5.8   חישוב הספק סוללת קבלים .
27
    5.9   נגד פריקה –..
28
     5.10 בחירת שטח חתך של קו הזנה –..
29
       5.10.1.  סכימת חיבור המפעל –
31
       6.5.1.   בחירת שטח חתך של קו ההזנה -..
31
   5.11.  חישוב זרמי קצר –
32
      5.11.1.   הקדמה – זרמי קצר -…
32
      5.11.2.   חישובי זרמי קצר –.
33
      5.11.3.   זרמי קצר – הנחות יסוד ..
35
      5.11.4   חישוב זרמי קצר תלת פאזי – לבחירת מפסקי מתח עליון .
36
      5.11.5.   חישוב זרמי קצר תלת פאזי – לבחירת מפסקים מתח גבוה כולל מקשר–..
40       5.11.6.   חישוב זרמי קצר תלת פאזי – לבחירת מפסקים מתח גבוה להזנת הצרכנים-.
46
      5.11.7.   סיכום נתונים זרמי קצר ..
50    5.12.  בחירת מפסקי זרם .
51
      5.12.1.   מפת סלקטיביות –..
52
      5.12.2.   בחירה מפסקים בצד מתח עליון של השנאי -.
53
      5.12.3.   בחירה מפסקים בצד מתח גבוה של השנאי -.
54
      5.12.4.   בחירה מפסק מקשר בין מסדרי מתח גבוה -.
56
      5.12.5.   בחירה מפסקי תא יציאה במסדר מתח גבוה –
59
   5.13.  פסי צבירה –..
62
      5.13.1.   בחירת שטח חתך של פס צבירה, מבחינת העמסה מותרת
63
      5.13.2.   בדיקת יציבות תרמית –
63
      5.13.3.   בדיקת יציבות דינאמית ..
64
      5.13.4    בדיקת יציבות בתהודה ..
65
   5.14.  בחירת שטחי חתך למוליכים ..
67
      5.14.1   כבלים למתח גבוה —
67
      5.14.2.   בחירת סוג רשת ההזנה במתח גבוה .
67
      5.14.3.   בחירת שטח חתך לכבל המתח גבוה .
67
      5.14.4.   בחירת כבלי המתח הגבוה
69
   5.15.  מפלי מתח במתח גבוה —
69
       5.15.1.   חישוב מפלי מתח במתח גבוה -..
69
       5.15.2.   דוגמאות לחישוב מפלי מתח —
70    5.16.  שנאי מדידה -…
71
   5.17.  שנאי זרם –..
71
       5.17.1.   בחירת שנאי זרם במתח עליון -..
72
       5.17.2.   בחירת שנאי זרם במתח גבוה -..
72
       5.17.3.   בחירת שנאי זרם במתח גבוה, עבור יציאה לעומס -…
73
   5.18.  שנאי מתח –.
74
       5.18.1.   בחירת שנאי מתח במתח עליון -.
74
       5.18.2.   בחירת שנאי מתח במתח גבוה -.
75
   5.19.  הגנות …
76
       5.19.1.   תופעת הברק
76
       5.19.2.   חישוב גובה קולט ברק .
76
       5.19.3    מגיני ברק …
77
5.20  הארקות .
79
   5.20.1 הארקת יסוד -.
79
   5.20.2 בדיקת עמידות טרמית של אלקטרודת הארקה –
81
   5.20.3  הגנה ממסרית …
82
   5.20.4 הגנת מרחק קו kV  161

82
   5.20.5 הגנה מפני יתרת זרם —
83
6 .  סיכום ומסקנות —
7.  רשימות -.             
8 7
   7.1.   רשימת סימנים –
87
   7.2.   רשימת טבלאות –
88
   7.2.   רשימת איורים –
89
8 .  נספחים -..
9.  מקורות –