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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:吳昇威
研究生(外文):Sheng-Wei Wu
論文名稱:電磁脈衝對配電系統之影響與防護
論文名稱(外文):The Effects and Protection of EMP on Power Distribution System
指導教授:何子儀何子儀引用關係
指導教授(外文):Tze-Yee Ho
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:電機工程所
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:2006
畢業學年度:94
語文別:中文
論文頁數:90
中文關鍵詞:電磁脈衝
外文關鍵詞:Electromagnetic Pulse
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電磁脈衝泛指雷擊產生之電磁脈衝、開關產生之電磁脈衝或高空核爆產生之電磁脈衝。電磁脈衝爆發時它具有的高能量與強烈電磁場廣泛擴散傳播至很遠的距離,經電力傳輸線的傳遞可達數十哩遠。
本文主要在探討電磁脈衝特性與來源,並針對電磁脈衝耦合到傳輸線與配電系統上的影響作研究與探討,討論如何防制與保護,使系統損害降至最低,並且針對防護元件之特性,建立防護元件之基本模型。對突波抑制元件進行實際量測與驗證,最後將防護元件運用於配電系統上,使電力系統之防護更加完善。
Electromagnetic Pulse (EMP) is usually generated by lightning stroke, high voltage switching transition or high altitude nuclear burst. With the high energy and intensive electric field of EMP burst, it can spread out broadly and propaganda to far distance, even tens miles away through the power transmission lines.
The purpose of this thesis is to mitigate the impact of EMP on power distribution system, and discuss the effect of electromagnetic on power transmission lines. The methods of EMP protection are addressed and discussed in this thesis. Also, both of the circuits simulation and related applications of EMP clamping components are analyzed and described in detail. Finally, clamping component models are set up and used to simulate the power distribution system with protection device.
中文摘要 i
Abstract ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 文獻探討 5
1.3 論文貢獻 5
1.4 論文架構 6
第二章 電磁脈衝對於電力傳輸線之影響 8
2.1 電磁脈衝之介紹 8
2.1.1 電磁脈衝之分類與產生原因 8
2.1.2 電磁脈衝之感應電流計算 10
2.1.3 電磁脈衝耦合到電力傳輸線之影響 10
2.2 模擬電磁脈衝對傳輸線之影響 13
2.2.1 傳輸線模型之建立 14
2.2.2 特高壓電力傳輸線之等效電路模型 18
2.2.3 IsSPICE傳輸線模型之模擬 19
第三章 電磁脈衝對於配電系統之影響 22
3.1 配電系統之分析 22
3.1.1 配電變壓器模型之介紹 23
3.2 配電系統基本模型建立 30
3.2.1 9-BUS配電系統之模型建立 30
3.2.2 電磁脈衝對9-BUS配電系統影響之分析 32
3.3 高頻雜訊對變壓器之影響 35
3.3.1 高頻變壓器模型之建立與模擬 35
3.3.2 模擬突波響應通過變壓器之變化 39
3.4 整體配電系統分析 43
3.4.1 配電系統線路響應之模擬 43
3.4.2 電磁脈衝對配電系統之影響分析 48
第四章 電磁脈衝防護元件 49
4.1 突波抑制元件介紹 49
4.1.1 火花間隙 50
4.1.2 金屬氧化變阻器(MOV) 54
4.1.3 突波抑制器(Transient Voltage Suppressor) 56
4.2 馬克斯突波產生器電路 56
4.2.1 馬克斯電路之動作原理 57
4.2.2 馬克斯突波產生器之測試 59
4.3 突波抑制元件之測試 61
4.3.1 各突波抑制元件之實際測試 62
4.3.2 各突波抑制元件之等效電路測試 63
第五章 配電系統之電磁脈衝防護 64
5.1 電磁脈衝防護元件在配電系統之應用 64
5.1.1 副階層電路之建立 64
5.1.2 火花間隙元件應用於配電系統負載端之保護 66
5.1.3 金屬氧化變阻器應用於配電系統負載端之保護 70
5.2 電力配電系統保護裝置 72
5.2.1 電磁脈衝初級防護裝置 74
5.2.2 電磁脈衝次級防護裝置 76
第六章 結論 86
參考文獻 88
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