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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳宜宗
研究生(外文):Yi-Tsung Wu
論文名稱:台電345kV系統之三相不平衡對核三廠之影響分析
論文名稱(外文):Analyses on Third Nuclear Generation Plant Affected by Three-Phase Unbalance of Taipower 345kV System
指導教授:陳士麟陳士麟引用關係
指導教授(外文):Shi-Lin Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立清華大學
系所名稱:電機工程學系
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:345kV系統三相不平衡核三廠
外文關鍵詞:345kV SystemThree-Phase UnbalanceThird Nuclear Generation Plant
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民國90年3月18日凌晨,核三廠外345kV輸電線因嚴重鹽霧害而致閃絡跳脫頻繁,進而引發核三廠4.16kV匯流排的17及15號斷路器燒毀、安全電力全失的緊急3A事故。事故調查後,國科會的調查報告提出:有必要檢討台電345kV系統的三相不平衡對核三廠的影響。由於在85年2月13日曾發生核三廠因負序電壓、電流,而造成核三廠一號主發電機跳脫解聯的事故。故為釐清負序電壓電流是否為核三廠318事故的肇因,進行本研究。
本論文概分為兩個部份,第一個部份探討核三廠外345kV電力系統的三相不平衡所造成的負序電流,並計算注入到核三廠內各旋轉電機的負序電流安培值,以及廠內各個主要匯流排的負序電壓。為此, 本研究提出一套方法估計負序電流由核三廠345kV匯流排分流至核三廠內各個旋轉電機負載的負序電流分流率。再利用一套簡易的方法,建立包括台電345kV系統、核三廠外345kV輸電線及核三廠內部網路的整體負序網路模型,用於計算注入核三廠的總負序電流值。最後,將求得的總負序電流值乘以不同狀況下的負序電流分流率,即可求得分流至核三廠內各個旋轉電機的負序電流安培值,以及各個主要匯流排的負序電壓值。據此負序電壓和318事故期間的記錄值相比較,驗證所建立的整體負序網路模型之正確性。進而推測318事故期間,核三廠4.16kV匯流排的負序電壓值,並和國際標準比較,評估負序電壓電流是否為核三廠318事故的肇因。
第二個部份檢討246相平衡電流電驛標置設定之更改,對於因輸電線閃絡故障而跳脫RCP馬達的問題是否獲得改善,以及對於核三廠318事故中所產生的不平衡電流,檢討電驛設定是否保有足夠的裕度。最後根據電壓不平衡國際管制標準,檢討246相平衡電流電驛的標置設定之更改,對於RCP馬達的三相不平衡之保護,是否尚有保護盲點。

On March 18, 2001, a 3A-level emergency accident occurred at Taipower’s ThirdNuclear Generation Plant, or 3rd Nuke Plant in brief. The investigation team organizedby Taiwan’s National Science Council pointed out that it is necessary to analyze the effect of three-phase unbalance of Taipower 345kV system on the 3rd Nuke Plant. Moreover, an accident on February 13, 1996, at the 3rd Nuke Plant triggered by negative sequence relay resulted in the tripping of a main generator of the plant. This research intends to ascertain whether the negative sequence current is the cause of theMarch 18 accident at the 3rd Nuke Plant.
First, this thesis focuses on the negative sequence current due to the three-phase unbalance of Taipower 345kV system only, and calculates the ampere value of the negative sequence current flowing into each rotating machine and the voltage unbalance ratio of each bus at the 3rd Nuke Plant. For this purpose, the thesis proposes a methodology for quick evaluation of negative sequence current distribution within the plant network. Then the author utilizes a simple methodology to establish a whole negative sequence network model including submodels for Taipower 345kV system, 345kV transmission lines, and the 3rd Nuke Plant network. Comparing the simulation result with the record of the negative sequence voltage during the March 18 accident, the correction of model was then verified. The negative sequence voltage level was further compared with the IEC standard, to ascertain whether the negative sequence current was the cause of the March 18 accident at the 3rd Nuke Plant.
Last, the research evaluates the improvement on phase-balance current relay setting to avoid the Reactor Cooling Pump (RCP) Motor caused by the insulator fault of 345kV transmission lines, and reviews whether the relay setting had kept enough margin for the unbalance phase current during the March 18 accident. Moreover, according to the voltage unbalance international standard, this thesis studies whether there are still some defects in the protection for the RCP Motor after changing the relay setting.

第一章 緒論…………………………………………………………1
1-1 研究背景……………………………………………………1
1-2 國內外研究情形……………………………………………1
1-3 研究重點……………………………………………………2
1-4 研究方法……………………………………………………3
1-4-1 318事故期間流入核三廠內旋轉電機的負序電流之
估計……………………………………………………3
1-4-2 RCP馬達相平衡電流電驛標置設定之檢討………… 4
1-5 各章重點……………………………………………………4
第二章 負序電流模擬所依據的核三廠內電力系統資料…………5
2-1 前言…………………………………………………………5
2-2 核三廠電力架構……………………………………………5
2-2-1 廠外電力系統…………………………………………5
2-2-2 廠內電力系統…………………………………………5
2-2-3 緊急柴油發電機………………………………………8
2-3 核三廠內設備參數及相關電驛設定………………………8
2-3-1 核三廠發電機及變壓器資料…………………………9
2-3-2 核三廠內負載…………………………………………9
2-3-3 核三廠負相序電壓(電流)保護電驛及監測系統…… 12
2-4 核三廠318事故經過………………………………………13
第三章 核三廠內網路之負序分流估計方法…………………… 17
3-1 前言……………………………………………………… 17
3-2 負序電流分流率………………………………………… 17
3-3 負序電流分流率估計方法……………………………… 19
3-4 核三廠負序電流分流率模擬…………………………… 21
3-4-1 核三廠網路架構一負序電流分流率模擬………… 24
3-4-2 核三廠網路架構二負序電流分流率模擬………… 28
3-4-3 核三廠網路架構三負序電流分流率模擬………… 30
3-4-4 核三廠網路架構四負序電流分流率模擬………… 32
第四章 核三廠345kV輸電線輕載時廠內負序電流情形…………34
4-1 前言……………………………………………………… 34
4-2 理論推導………………………………………………… 35
4-2-1 三相輸電線的電感與電容………………………… 35
4-2-2 未換位輸電線的電壓電流方程式………………… 37
4-3 三相導線不平衡佈置的輸電線負序模型……………… 38
4-3-1 核三廠外345kV輸電線路參數………………………38
4-3-2 建立核三廠外345kV輸電線負序模型………………40
4-4 模擬318事故核三廠內的負序電流………………………43
4-4-1 模擬流程…………………………………………… 43
4-4-2 模擬狀況一(90年3月17日上午9:00)…………… 45
4-4-3 模擬狀況二(90年3月17日下午17:00)………… 47
4-4-4 模擬狀況三(90年3月18日凌晨00:00到00:45)…49
4-4-5 模擬結果討論……………………………………… 50
第五章 反應爐冷卻水泵馬達246相平衡電流電驛設定之檢討…51
5-1 前言……………………………………………………… 51
5-2 核三廠RCP馬達246電驛特性………………………….. 51
5-3 考量318事故期間RCP馬達的負序電流,檢討246電驛
設定……………………………………………………… 53
5-4 考量輸電線閃絡故障檢討246電驛設定…………………55
5-5 根據電動機之電壓不平衡率國際標準檢討246電驛設定.57
5-6 綜合討論……………………………………………………63
第六章 結論…………………………………………………………64
6-1 結論…………………………………………………………64
6-2 未來研究方向………………………………………………65

[1] 陳在相等,輸電系統不平衡之量測與分析,台灣電力公司電力
綜合研究所計畫期末報告,民國81年。
[2] 陳國誠等,核三廠3A事故調查報告,民國90年。
[3] 核三廠一號機三月十八日喪失廠內外交流電源事件報告,行政
院原子能委員會,民國90年。
[4] 核三廠喪失廠內外交流電源事故調查報告,行政院國家科學委
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[5] 台灣電力公司核三廠九十年三月十八日事件有關負相序電壓
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[9] 李宏任,實用保護電驛(修訂版),台北市,全華科技圖書公
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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