2010年99年度暑期暑假教師研習,寒假教師研習,台電教師研習營,節能減碳,高科技,供電良好,竹科,穩定電源,高壓用電,幕後功臣

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高科技產業魅力放電 

才剛踏進樓房比鄰而起的新竹科學園區,10月份後新竹的特產「九降風」已是颳得人臉部隱隱作痛,的確,新竹三面環山、西部面海,向來就有「風城」的稱號,但真正令新竹在全球聲名大噪的,卻是帶動台灣電子產業走向世界,同時也成為許多科學園區典範的「台灣矽谷」──新竹科學園區。

但要發展高科技產業群聚的科學園區,電力與水力的提供是背後很重要的穩定力量,特別是精密電子產業的生產,電力的品質與穩定更為要求。歷經重重考驗,台電陪同新竹科學園區一同成長,穩定的電力提供,也推動新竹科學園區走向世界,綻放耀眼光芒。

高科技產業,揚威國際舞台

一個國家經濟的發展,與產業的創新程度息息相關,自從我國政府吸取美國加州矽谷經驗,於民國69年建造新竹科學園區以來,便開啟了我國產業創新的紀元,也為台灣的高科技產業訂定下良好的基礎。新竹科學園區不僅帶動國內傳統產業轉型,激勵工業技術升級,更創造我國高科技產業的發展,因此吸引了包括積體電路、光電、電腦及周邊、通訊、生物科技及精密機械等六大產業廠商進駐。

創新產業聚落效應的發生,加上政府投入大量資源,以及園區周邊有工業技術研究院、國立清華大學、國立交通大學等著名的研究與學術機構,提供園區優質的人力資源,令台灣在當時累積的工業能量徹底爆發,及至民國70年底IBM的第一部個人電腦推出後,一時蔚為風行,台灣業者也跟上腳步,從此各種與電腦相關的廠商如雨後春筍般出現,新竹科學園區也因此成為全球電子產業的耀眼代表,而台灣高科技產業的發展史,可說與竹科息息相關,孕育我國高科技產業發展的搖籃。

新竹科學園區三期合計開發土地面積已達 600多公頃,若加上新竹園區擴充計畫以外的竹南、銅鑼、龍潭、宜蘭和新竹生醫園區,總開發面積擴增到約1,400公頃。至民國97年底止,園區內大小廠商共有430家,年營業額高達180億台幣,其中半導體產值占69.8%、光電產值占17.5%,約有12萬人在園區內工作。

研發與製造並重,令人引以為榮的新竹科學園區,帶來的不僅是工作、地位與驕傲,更讓台灣科技揚威於國際舞台,也成為全球科學園區經營的典範,不少國內外政府、廠商與媒體前來取經,更成為經濟學者、城鄉發展學者研究討論的對象。

也因為有了新竹科學園區成功的經驗,近年來相繼成立的南部科學工業園區、中部科學工業園區、內湖科技園區等,儼然形成園區化發展的趨勢。

經濟發展需要穩定的電力品質

對新竹科學園區內諸多世界頂尖的高科技產業廠商而言,最重要的就是穩定、可靠且充足的電力,縱使是瞬間停電或電壓驟降,都可能造成上億元的損失,也因此打造高品質可靠的供電系統,就成為台電公司責無旁貸的重要職責。

目前新竹科學園區的主要供電,由峨眉超高壓變電所及通霄發電廠供應,大用戶以輸電系統69kV161kV供電,中小用戶則以配電系統11.4kV22.8kV供電。而為了提供穩定的電力,也為了達到就近服務的效果,目前園區內設有6個變電所,包含「龍秀」一次變電所,「龍松」、「龍山」、「龍梅」配電變電所,民國9712月「龍明」一次配電變電所完成改建加入系統運轉,而興建中的「竹園」超高壓變電所則預計於民國102年完工。配電線路128條(11.4kV32條、22.8kV96條),主變壓器利用率約33.1%。

系統規劃處幹線規劃組徐課長宜文表示:「竹科初期廠商進駐時是由既有變電所供電,其後每年申請入區之廠商絡繹於途,使園區用電量持續大幅成長。目前竹科的用電需求,其實是當初園區廠商提出用電計畫的好幾倍,造成電力建設與需電孔急兩者並駕齊驅。之後有經驗了,規劃其他園區時,在廠商進駐前就以宏觀角度來規劃完善的供電設施。尤其有鑑於因應竹科未來的用電量突增,規劃竹園超高壓變電所,以使竹科供電能力更充裕、供電更為安全穩定。」 

電力供應  

經驗中學習,將意外降到最低

每一次危機,都是台電公司最好的學習經驗,也一再督促台電公司往更好的方向前進,歷經多次考驗,新竹科學園區內事故發生的機率愈來愈低,民國95年更得到零事故、零壓降的美好成績,寫下一頁新的紀錄。

民國93410日早上735分,原本應該是個平凡的週末,新竹科學園區的部份廠商生產線一如往常的運作著。位於三期的161kV用戶旺宏二廠,也按照多年來的流程進行歲修工作,不料位於同一環路的某公司操作人員,原本應按照台電公司新桃供電區營運處的新竹區域調度中心指令,啟斷編號1540斷路器及1542隔離開關,沒想到該公司未啟斷卻回報已啟斷,於是不過幾秒鐘的時間,旺宏二廠端接地開關瞬間引起接地事故,連帶引起龍松變電所161kV一號母線匯流排電驛動作,跳脫一號母線匯流排,也因龍松變電所無法送電,造成友達五廠、新宇、茂德、台積電十二廠、聯誠、華邦三廠及聯電八廠等7家特高壓用戶,21家高壓用戶,15,323戶竹科附近的低壓用戶大停電,規模之大,創下921地震後之最。

當時位於新竹區域調度中心的台電人員驚覺大事不妙,趕緊依照標準作業程序,一邊遙控復電龍松變電所配電變壓器,一邊緊急聯絡各廠商,確定問題點出在何處。在分秒必爭的情形下,於8分鐘內完成高壓用戶及低壓用戶的供電,63分鐘後,始正常恢復所有廠商供電。

那次停電事故,原本預估將造成廠商高達10億元以上的損失,儘管日後損失金額有所修正,其實際金額仍極高,但無論如何,卻已造成社會對台電極大的關注,台電公司於是邀集相關產、官、學界專家組成「竹科園區供電系統專家診斷小組」,全面進行供電系統軟硬體的通盤檢討,所提出之建議改進與預防事項,亦已由台電公司相關單位專案列管,迅速處理完成。

供輸電維護,片刻不馬虎

很多園區的供輸電規範,都是為提供質優充裕電力以滿足高科技產業高電力品質需求,而成為台電設計科學園區的基本原則。

69kV161kV用戶的地下電纜環路供電就是一例。系統規劃處高品小組黃幹事瓊誼表示:「早期園區內69kV用戶線是以放射狀架空線供電,可靠度較低,無法滿足用戶需求。為提高供電可靠度,遂將69kV161kV用戶線一律改以地下電纜環路供電,而環路供電方式可以讓電流從另一端輸入,避免停電情形發生。其後因新設之161kV入區廠家急速成長,台電線路興建趕不及用戶用電需求,初期是以臨時放射狀架空線供電,引接用戶數高達11家,線路上任何一家用戶發生事故,會造成該線路全部用戶停電,在此時期所造成的電力事故也頻繁。」

民國891117日,就曾因為園區內某公司舉辦週年慶時,慶祝用的彩帶纏住高壓線路導致短路跳電,造成上億元的損失,讓台電與廠商付出昂貴的學習成本。而原本的架空線路,也逐年改成地下電纜,避免架空導線遇到颱風等天然災害,或是施工機械、慶典彩帶等異物碰觸造成線路短路。

另外,包括將配電系統由常開環路加上一次選擇系統,完成22.8kV地下常閉環路自動化系統,園區內設備全面安裝故障指示器,以及設計供電可靠度最佳的雙主斷路器分段單匯流排,變壓器間加裝連絡斷路器方式等等,都旨在避免設備的故障、縮小停電範圍,並提升台電應變的能力。

「以安裝故障指示器為例,一有問題發生,台電人員幾乎在1015分鐘內就能找出事故發生的地點。」新竹區營業處羅維護經理勝青進一步表示,園區很特別的是,如果沒有將問題確切隔離,很容易會再有二次壓降的情況出現,所以一定要完全將故障排除,方能恢復供電。

除了硬體設施的加強外,平時的維護工作更要做到滴水不漏。牽涉到諸多廠商的「歲修」計畫,安排十分不易,但台電卻能在新竹科學園區每年執行,防範問題發生於未然。而年度歲修依現有5所變電所來區分時程,即有5次停電歲修,日期約在每年12月至次年2月的5個星期六當天完成。

歲修計畫外,平時台電也在新竹科學園區內安排巡修人員定期檢測系統設備。這些巡修人員自民國95年起,更以高科技的「部份放電檢測儀」、「紅外線攝錄影像熱分析儀」等檢測配電系統的開關、變壓器、電纜接頭等等,在不停電的狀況下,及早發現不良情形,消除潛在事故發生的危險。

羅經理進一步表示,園區內除了每月針對不同狀況做一次電力事故演練外,每年也會舉辦一次大型的事故演練,透過這些紮實的訓練,達到快速排除事故及通報的目的。

正因為台電公司這樣的努力,竹科供電系統在民國95年還達到零事故、零壓降發生的完美目標,台灣區科學工業同業公會特別頒獎肯定,實為一難得的榮耀。

至於負責園區內高壓線路與變電所維護的新桃供電區營運處林高級技術專員坤和則表示,儘管目前多採線上偵測設備,只留一組人做園區內的巡視,但一旦有事故發生,則人員不僅要在15分鐘內到現場,而且得找到事故發生原因,並至少做到隔離的程度。「看似輕鬆的工作,其實每天都做得戰戰兢兢。」林高級技術專員說。

透過「高科技工業園區輸變電設備安全檢查機制」,與園區用戶們共同落實預防管理理念,以及近幾年不斷強調潛藏性弱點改善,的確減少很多事故發生的原因。林高級技術專員不禁以在竹科數十年的工作資歷感性的說:「還記得我們年輕的時候,常常動不動就跳電,為什麼現在一年難得停一次電,就是因為有台電人員在其中努力,做好改善的工作。」聞之令人感到動容。

拼服務也拼貼心,連廠商都肯定

對台電而言,提供穩定的電力,是一種責任,也是對用電大戶的一種服務。透過各種創新且貼心的服務方式,台電公司不僅實踐了「誠信、關懷、創新、服務」的經營理念,也締造台電與廠商雙贏的局面。

為了提高園區內廠商對供電的滿意度,台電公司在民國88年成立「高科技工業園區電力品質管理與改善專案小組」,由台電副總經理擔任召集人,專責於執行科學園區高科技客戶供電品質之管理與改善,在簡化工作流程及業務協調上發揮相當大的效益。

最讓許多其他科學園區不解的是,台電公司在新竹科學園區廠商最嚴格的審視下,卻依然可以得到很高的肯定,可見台電在貼心服務上面,的確有過人之處。

走訪園區內聯電集團的聯華電子公司,資深經理黃寶棟提及一個12年前發生的經驗,當時因為責任分界點到進入聯華電子6A廠區內的這段高壓電纜發生事故,高階主管要求黃資深經理必須要排除萬難快速復電,但當天是下著大雨的假日傍晚,焦急的黃資深經理臨時也調不到如此大量的高壓線纜,於是想到台電公司應當有備料,立刻一通電話打往台電新竹區營業處的聯絡窗口。儘管對台電可說事不關己,但台電人員卻秉持著服務客戶的精神,很快就將倉庫內的高壓電纜暫借給聯華電子,並派員予以協助,也讓聯華電子在連夜趕工下復電,把對生產線的影響降至最低。那次的經驗,讓黃資深經理對台電的服務品質留下深刻的印象。

事實上,這些園區的廠商,也可說是台電最大的用戶,而客戶的需求,自然就是台電的職責所在,因此「用心服務」,快速反應客戶所提出的任何問題,正是雙方互動良好,締造雙贏局面的真正原因。

台電公司於民國91115日訂定「專人服務用戶實施原則」,採專人服務拜訪客戶。11.4∼22.8kV高壓用戶,由新竹區營業處專人服務;69kV以上的用戶,則提高層級到總處指派專人,協同區處指派的專人一同前往服務。其中並明訂訪問時間為未達1,000瓩之高壓用戶每半年訪問1次、1,000瓩以上之高壓用戶每3個月訪問1次、特高壓用戶則每2個月訪問1次。

業務處王課長耀村就表示:「除了基本的供電可靠度跟品質外,我們就是盡量滿足客戶的需求。能力範圍內能做的,我們都盡量提供。」

這點,連新竹科學工業園區管理局營建組組長傅金門都說:「竹科的廠商,可說被台電照顧得無微不至。」他表示,只要一有事故發生,台電幾乎都用最快的時間來處理,效率快,事故率也逐年下降,更難得的是,台電還會主動提出建議,例如今年莫拉克颱風來襲時,園區內的焚化爐附近就有百葉窗被強風吹落下來,差點造成高壓電短路,多虧新桃供電區營運處主動通報,才避免問題發生。

供電的感動服務

「台電的服務真的是沒話說。」台灣科學工業園區科學工業同業公會幹事江雅玲表示。在新竹科學園區內,同業公會是廠商的代表,也可說是廠商與台電之間的橋樑,廠商對電力供應的意見,幾乎都會先經過同業公會來表達。江雅玲就觀察到,反應電力問題的廠商已經越來越少,以往同業公會水電氣供應委員會開電力品質的會議時,檢討問題都要花很長的時間,現在卻都能快速開完會。「這幾年大家對台電的經營,其實是都看得到的。」江雅玲說。

江雅玲並舉了一個最近發生的例子,說明台電用心服務的精神。園區內某廠商因為要擴廠,加上此區域整體供電容量需求可能不足,台電接獲同業公會資訊,快速檢討後,提出用增加環路的方式供電,但因為提出擴廠計畫的時間非常急迫,用戶希望能如期上線生產,所以台電在了解狀況後,馬上用最短時間做好線路的規劃設計,並與用戶進行溝通協調,為此積極配合及服務,達到客戶滿意的需求。終於趕上廠商生產期限,讓廠商大表滿意。

羅經理勝青表示,台電除了積極參與同業公會的「電力安全與品質改善工作執行小組」,針對供電事故、用電管理、電力設備安全等相關問題作討論,也配合由同業公會水電小組所組成的電力設備診斷小組,每月辦理系統電力設備診斷輔導,且由園區同業公會追蹤進度。

台電與用戶之間的許多規範與默契,都在一點一滴學習中,開創新的互動模式。例如部分事故發生原因,在於用戶端的設備或操作出現問題,因此台電公司主動將161kV69kV環路系統用戶線路側開關納入新竹區域調度中心監視,並將監測資料與用戶分享。

同時,台電公司每年還依園區需求,辦理用戶特高壓、高壓調度人員代訓,引導用戶操作人員比照台電遵循「一定位、一指令、一覆誦、一操作、一回報」的規定,協助大用戶現場操作人員進行操作訓練。而建立園區全系統緊急聯絡機制,更讓園區相關人員(包括廠商)都能隨時找到台電人員,以求第一時間提供協助與服務,一有事故發生,也規定要在10分鐘內通告園區同業公會。

新竹區營業處李電務副處長武漢就表示:「科學園區的事故通報系統做得這麼好,也是幾十年慢慢歷練出來的,特別是值班的人員敏感度要很夠,才知道馬上可以找到誰處理相關事故。」

全球面對電壓驟降,台電推行標準助用戶優化機台

電壓驟降對高科技產業的影響已是全球面臨的共通課題,並不是台灣才特有的現象。新竹科學園區成立之初,電壓驟降的問題還沒有特別受到注目,但隨著幾次事故的發生,卻發現零點幾秒的電壓驟降,都可能影響生產機台,讓廠商蒙受損失。只是電壓驟降一開始並無明確標準,不同產業的用電設備對電壓驟降的容忍度也不同,因此往往在責任歸屬上造成困擾。 

黃幹事瓊誼表示:「一開始我們不知道,廠商不知道,就連國外專家也不知道,國外是從1998年開始研究,才慢慢釐清原來某些機台的主機板元件對電壓很敏感,容易出現狀況。」

因此,半導體設備及材料國際協會(Semiconductor Equipment and Materials International,簡稱SEMI)於20002月,針對高科技產業生產機台對電壓驟降的敏感程度訂定SEMI F47-0200標準,也讓電壓驟降對生產機台的影響,有了一個明確的國際標準(見下圖)。

SEMI F47-0200標準的設立,台電公司在第一時間掌握,並將這個標準與園區內的廠商作溝通。半導體廠商可以依照這個標準,購買符合標準的生產機台;相對的,機台製造商也可依此要求使用的零件與模組符合標準,增強機器設備對電壓驟降的耐受能力。台電公司並自民國93年起將科學園區發生此種電壓驟降之次數,納入每年責任中心營運績效指標,落實管控,以有效確保園區之供電品質。

儘管園區內仍有不少標準設立前的機台仍在運作,這套標準的設立也不代表電壓驟降事故不再發生,但藉由這個標準,台電公司可以與廠商溝通加裝防範設備,確保機台不容易出現跳機狀況,而這些努力也都收到很好的效果。

綠色矽島,永續經營

明年將歡慶30週年的新竹科學園區,下一步會往哪裡走?不只全國關心,全球更是引頸期盼。「綠色產業」是重要的方向,其中的綠色能源產業如太陽能發電、LED照明等等,更與台電業務息息相關。

今年519日,同業公會在竹科舉辦的「綠色能源產業旭升研討會」中,鎖定LED及太陽能產業的發展為討論重點。新竹科學工業園區管理局局長顏宗明在會中表示,竹科是綠色能源產業鏈最完整、並最具規模的園區。配合政府的能源政策推動,未來新能源產業將是繼半導體、光電產業後,竹科的重點發展產業。

園區公會也指出,目前台灣已成為世界第二大LED生產國,且台灣LED出貨量為全球第一,市占率達38%,產值則為第二名,僅次於日本。而在太陽能方面,去年台灣太陽能電池產值達1,011億元,居全球第四大,其中高達98%為外銷,顯示國內太陽能裝置發展仍大有可為。顏宗明就曾表示,竹科太陽能產業聚落已逐步成形,上下游產業結構趨於完整。說明了新竹科學園區在綠色能源產業上的美好前景。

王課長耀村表示,身為電力專業,許多廠商會來跟台電做技術交流,例如友達、台積電等,都在最近與台電交換彼此經驗。站在服務客戶的立場,台電能配合的,也都盡量配合。

新竹科學園區創新技術、培育人才、厚植產業根基,並重視人文與環境的永續經營,而綠能產業的確是未來的潮流、趨勢與發展。新竹科學園區能否憑藉著綠色產業的發展,再創竹科30年的榮景與榮耀,不只台灣在看,全球也在看。

詳細資訊請參閱台電月刊563期封面故事

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