臺灣博碩士論文加值系統

電力變壓器在電力系統中扮演著電力轉換之重要角色，若電力變壓器發生故障，可能導致電力的供應發生中斷，甚至會引發火災等一系列工安事故，更重要的是將會對社會生活以及經濟發展造成重大損失。所以，強化電力變壓器的維護保養並做好預知維護故障分析，成為一必要趨勢，以確保電力系統能安全的、穩定的、有效的運轉。
油中溶解氣體分析是油浸式電力變壓器故障診斷最重要且有效的方法之一，主要因為它可在不停電的狀態下取樣測試。經驗上顯示，除非突發事故或天然災害如雷擊因素，所有會產生熱的變壓器之異常現象，都可藉由油中溶解氣體偵測出。本論文利用定期抽取油樣所化驗出之可燃性氣體累積含量，依檢驗數據經初步診斷為有異常現象後，再對異常變壓器運用主要氣體模式診斷法、氣體組成比診斷法、數碼診斷法來推測故障類型與故障可能部位，進一步將故障情況進行實際變壓器內部檢查並做一分析比對。經由實際內部檢查發現，本論文已證實油中溶解氣體分析於電力變壓器故障診斷之可行性與正確性。

Power transformers play an important role in power system operation. Their failure may lead to power supply interruption, or even cause a fire and a series of industrial safety accident, thus causing significant loss of social and economic development. Therefore, enhancement of the maintenance and predictive maintenance of the power transformers become a necessary trend to ensure that the power system can be securely, stablely, and efficiently operated.
Dissolved gas analysis is one of the vital and efficient diagnosis techniques for fault diagnosis of oil-immersed transformers because it can sample the oil on-line. This thesis primarily diagnoses the transformer faults by the total dissolved combustible gases, and the key gas method, gas ratio methods, and gas-ratio code methods are further used to diagnose the faults of the transformers. Finally, the suspected transformer has to do internal inspection if necessary. Compared with the results of internal inspection, this thesis has confirmed the feasibility and validation of the dissolved gas analysis.

摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 ix
表目錄 iv
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3 研究動機 3
1.4 研究目的 4
1.5 研究方法 6
1.6 論文架構 7
第二章 電力變壓器之構造 8
2.1 一般構造 8
2.2 鐵心 10
2.3 繞組 16
2.4 電力變壓器附屬重要設備及保護裝置 21
2.4.1 油劣化防止裝置(氣袋式) 24
2.4.2 針盤油面計(33) 26
2.4.3 空氣檢出裝置及布氏電驛(96B) 28
2.4.4 吸濕呼吸器 30
2.4.5 散熱器及冷卻裝置 32
2.4.6 高低壓套管 34
2.4.7 電壓切換方式 38
2.4.8 釋壓裝置(96D) 39
2.4.9 針盤溫度計(26) 40
2.4.10 衝擊油壓電驛(96P) 41
2.4.11 絕緣油 41
2.5 絕緣油的基本特性及性能需求 43
2.6 烘乾與浸漬 53
2.7 本章結論 53
第三章 電力變壓器特性試驗 55
3.1 絕緣電力因數試驗 55
3.2 絕緣電阻試驗 56
3.3 匝比試驗 57
3.4 繞組電阻測定試驗 58
3.5 極性和相序試驗 60
3.6 無載損與無載(激磁)電流試驗 61
3.7 負載損與阻抗電壓試驗 64
3.8 變壓器效率 66
3.9 電壓調整率 68
3.10 感應電壓試驗 69
3.11 部分放電試驗 70
3.12 商用頻率耐壓試驗 72
3.13 本章結論 74
第四章 電力變壓器油中溶解氣體診斷 75
4.1 變壓器故障原因分析 78
4.1.1 過熱 78
4.1.2 放電 79
4.1.3 劣化(老化) 80
4.1.4 其他異常原因 81
4.2 變壓器預防維護測試方法 82
4.3 IEEE初步篩選標準流程 92
4.4 油中溶解氣體之採樣及脫氣 100
4.5 油中溶解氣體產生分析 107
4.5.1 應用油中溶解氣體分析來研判變壓器異常現象 112
4.5.2 變壓器異常的診斷方法 116
4.6 本章結論 141
第五章 變壓器故障診斷案例分析 143
5.1 鐵芯過熱案例 143
5.2 鐵芯組件不良案例 149
5.3 切換器接觸處劣化異常案例 154
5.4 切換器接觸處鬆弛異常案例 159
5.5 組件螺絲接合處端點過熱異常案例 164
5.6 案例分析結論 170
第六章 結論與未來研究方向 172
6.1 結論 172
6.2 未來研究方向 173
參考文獻 175

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