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研究生:張晉嘉
研究生(外文):Chin-Chia Chang
論文名稱:台南科學園區345kV系統鐵磁共振現象之研究
論文名稱(外文):A Study on Ferroresonance Phenomena for 345kV System of Tainan Science Park
指導教授:陳建富陳建富引用關係梁從主
指導教授(外文):Jiann-Fuh ChenTsorng-Juu Liang
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
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:115
中文關鍵詞:地下電纜變壓器鐵磁共振電磁暫態程式
外文關鍵詞:TransformerUnderground CableEMTPFerroresonance
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鐵磁共振是電力系統複雜且非線性的電力現象,是一種當系統線路上的電容與變壓器的非線性激磁電感相匹配而產生的共振的現象,會導致系統過電壓和過電流而引起設備絕緣的破壞。由於高科技產業的快速發展及輸配電地下化,使得地下電纜的使用逐漸增加,因為地下電纜的高電容特性,鐵磁共振問題成為電力系統上的重要議題。
本論文利用電磁暫態程式建立台南科學園區345 kV系統模型,經由模擬不同開關動作情形、各種負載狀況及不同線路長度下,以分析鐵磁共振現象。由分析結果得知南科345 kV系統,正常操作下不會有鐵磁共振發生,本文最後提出結論提供系統防止鐵磁共振發生的操作建議及未來系統線路規劃參考。
Ferroresonance is a complicated nonlinear electrical phenomenon which may result in overvoltage, overcurent and thus to degrade insulation of the equipments. It is occurred in power system when system capacitance together with the nonlinear core inductance of power transformers combine to induce resonance. Since the high technology industries have been fast developed and many underground transmission lines have been constructed, the EHV underground cables are used more extensively. In the problems of ferroresonance, the underground cables will be even more serious than the overhead lines.
Using various loads, the lengths of line and operational modes of switching, and modeling the 345kV system about Tainan Science Park, the phenomena of ferroresonance have been exhaustively analyzed and discussed in this thesis by EMTP. According to simulation results, ferroresonance can’t occur under the normal operations in the 345kV system of Tainan Science Park. Finally, the recommendations are proposed in operations to avoid ferroresonance and the plans of power system for the further.
中文摘要 I
英文摘要 II
誌 謝 III
目 錄 IV
表 目 錄 VIII
圖 目 錄 IX
符 號 表 XIV
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 論文章節概要 2
第二章 鐵磁共振理論 4
2.1 前言 4
2.2 共振現象 4
2.3 變壓器鐵心飽和效應 6
2.4 鐵磁共振分析 8
2.4.1 鐵磁共振 8
2.4.2 電容變化對鐵磁共振影響 11
2.4.3 電源電壓變化對鐵磁共振影響 14
2.4.4 頻率變化對鐵磁共振影響 14
2.4.5 線路電阻對鐵磁共振影響 15
2.5 電力系統鐵磁共振電路 18
2.5.1 三相平衡共振電路 19
2.5.2 三相不平衡共振電路 20
2.6 鐵磁共振分類 22
2.7 本章結論 26
第三章 鐵磁共振能量模型 27
3.1 前言 27
3.2 模型描述 27
3.3 開關暫態微分方程式 29
3.4 穩態操作模式 32
3.5 本章結論 33
第四章 南科345 kV電磁暫態模型架構 35
4.1 前言 35
4.2 南科供電系統架構 35
4.3 電磁暫態程式介紹 37
4.4 系統元件模型 38
4.4.1 斷路器、GIS設備 38
4.4.2 架空線 41
4.4.3 地下電纜 42
4.4.4 變壓器模型 44
4.4.5 避雷器模型 47
4.5 模擬模型架構 48
第五章 模擬結果及分析 50
5.1 前言 50
5.2 嘉民-南科線路 50
5.2.1 嘉民-南科雙迴路供電 50
5.2.2 嘉民-南科單迴路供電 64
5.3 龍崎-南科線路 72
5.3.1 龍崎-南科雙迴路供電 72
5.3.2 龍崎-南科單迴路供電 80
5.4 嘉民-南科迴路線路故障 86
5.5 變更南科供電線路長度組合 89
5.5.1 架空線路長度改變之探討 89
5.5.2 地下電纜長度改變之探討 89
5.6 避雷器對鐵磁共振影響 96
5.7 開關設備耐壓探討 102
5.8 本章結論 106
第六章 結論與未來展望 107
6.1 結論 107
6.2 未來展望 108
參考文獻 109
附錄一 (3-16)式推導 113
附錄二 (3-18)式推導 114
作者簡介 115
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