臺灣博碩士論文加值系統

摘要

在輸配線路上，若�F緣器材發生局部放電，此現象可能表示�F緣出現問題，輸電線路的�F緣常因積污、潮濕、材料老化、材料缺陷、設計與施工品質不良等因素造成閃絡及�F緣破壞等事故而直接影響送電的品質。隨著電力網路電壓等級的提高及用戶對用電品質要求的提升，電力設備�F緣性能的診斷及早期預警成為維持良好線路運轉的重要課題。如欲於帶電運轉時，偵測�F緣器材局部放電發生之原因並識別是否處於損壞之臨界狀態，常需面對現實檢測環境的嚴苛限制，例如檢測環境存在的噪音與電磁、電氣及電信干擾等。本文擬介紹各種部份放電之量測方式，及藉由氣體絕緣開關設備(Gas Insulation Switchgear,GIS)內的超高頻(Ultra-High frequency,UHF) 電磁波放電信號作分析來診斷絕緣是否劣化，此法可提供高壓設備維護人員所需要的高指向性及能排除電氣與環境噪音干擾的檢測，並可配合配電線路的完工驗收及GIS的例行性巡檢做量測，以利提早發現設備不良的預兆，減少電力系統停電事故的發生及經濟的受損。
關鍵詞:局部放電、超高頻電磁波放、氣體絕緣開關設備。

ABSTRACT
Partial discharge activities may indicate insulation defectiveness of transmission and distribution systems, whereas contamination materials, moistures, deteriorations and defectiveness of insulation materials. Sometimes they may cause flashover or flaw of power systems. For higher transmission voltage and higher power quality as required by users, prediction diagnosis for insulating ability of HV equipment has been an important matter for utilities. For on-line and non-invasive partial discharge examination and partial discharge localization of insulation materials, it is significant to take considerations of environmental interference factors such as noise from environments, electromagnetic and electro interferences, and so on. This paper introduces some methods of partial discharge measurement, and UHF method to analysis electronic signals of GIS. This technique will benefit power-line technicians to run routine examinations and to confirm a doubtable finding of power transmission system defect, therefore to discover equipment failures earlier as well as to reduce power failure accident
Keywords: Surface Discharge, UHF Electromagnetic Wave, Gas Insulation Switchgear,GIS

目錄
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摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
符號說明 IX
第一章、緒 論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究目標與方法 2
1.3 相關文獻回顧 3
1.4 論文大綱 3
第二章、局部放電的基本概念 4
2.1 前言 4
2.2 局部放電的形成因素 4
2.3 局部放電等效電路 6
2.4 局部放電發生時的電荷轉移和能量損失 7
2.5 局部放電的電氣暫態現象與非電氣現象 9
2.6 表面放電 10
2.7 電暈放電 13
2.8 本章結語 16
第三章、部份放電量測方法介紹 17
3.1 前言 17
3.2 GIS 內部產生部份放電之原因 19
3.3 超音波檢測法 21
3.4 SF6氣體分析法 23
3.5 超高頻(UHF)電磁波檢測法 23
第四章、電磁波量測設備介紹 28
4.1 前言 28
4.2 設備架構 28
第五章、現場GIS實測案例分析 32
5.1. 前 言 32
5.2 測試設備及測試條件 32
5.3. 345kV GIS 部份放電量測實例 35
5.4 綜合結果 77
第六章、結論與未來研究方向 79
6.1 結論 79
6.2 未來研究發展方向 79
參考文獻 80

圖目錄
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圖2.1 �F緣材料內部缺陷示意圖……………………………………6
圖2.2局部放電之等效電路模形……………………………………7
圖2.3局部放電之電壓及電流脈衝示意……………………………8
圖2.4局部放電的電氣暫態現象示意………………………………9
圖2.5導體-�F緣材料-空氣電場強度示意…………………………10
圖2.6�F緣物表面放電示意…………………………………………12
圖2.7表面放電電流脈波橢圓形軌跡………………………………12
圖2.8間隔器表面放電的損害實例…………………………………12
圖2.9導體尖端附近電暈放電之現…………………………………14
圖2.10電暈放電橢圓形軌跡圖……………………………………15
圖3.1 鐵屑引起靜電感應後附著於間隔器上造成放電……………19
圖3.2.避雷器內部零組件接觸不良造成電位浮動放電…………20
圖3.3 GIS內部導體螺絲未鎖緊造成電位浮動放電………………20
圖3.4超高頻(UHF)電磁波法檢測原理流程圖………………………23
圖3.5超高頻(UHF)電磁波內外部Sensor安裝示意圖……………24
圖3.6計算公式示意圖………………………………………………25
圖3.7利用內建之資料區別放電種類………………………………26
圖 3.8使用Neural Network 理論分析放電類形…………………26
圖 3.9利用頻譜分析儀顯示放電之波形……………………………27
圖4.1部份放電量辨識系統架構……………………………………28
圖4.2部份放電量辨識系統架構整體圖……………………………29
圖4.3遠端監視形部份放電量辨識系統架構………………30
圖4.4遠端監視形部份放電量辨識系統架構之另一表示…………31
圖4.5遠端監視形部份放電量辨識系統架構資訊連繫圖………31
圖5.1 左為攜帶形超高頻(UHF)電磁波部份放電量測設備右為超高頻(UHF)電磁波偵測頭(外接形式) ……………………………………33
圖5.2 背景雜訊之波形………………………………………………………34
圖5.3 將背景雜訊忽略後所量測之波形………………………………34
圖5.4超高頻(UHF)電磁波偵測頭(外接形式)安裝於GIS之配置 ，如圖中數字1至13等處 …………………………………………………………………36
圖5.5選擇13個最有可能放電之區域……………………………37
圖5.6. 量測到之波形及結果……………………………………………38-76

表目錄
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表3.1局部放電量測方法之比較………………………………………18
表3.2音射檢測技術優點及其所受限制………………………………22
表5.1 近期明潭水力發電廠345kV GIS放電紀錄一覽表……………32
表5.2 測試之綜合結果…………………………………………………77

參考文獻
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