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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:鄒國彥
研究生(外文):Kuo-Yan Chou
論文名稱:地下超高壓變電所接地系統開關突波特性及其影響研究
論文名稱(外文):A Study on the Switching Surge Characteristics and Their Affections on the Grounding System in the Underground Extral-High Voltage Substation
指導教授:周至如
口試委員:彭榮芳劉志文蕭瑛東
口試日期:2008-06-26
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:電機工程系研究所
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:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:104
中文關鍵詞:地下超高壓變電所接地系統開關突波電磁特性
外文關鍵詞:Underground EHV SubstationGrounding SystemSwitching SurgesElectromagnetic Characteristics
相關次數:
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地下超高壓變電所是將各種電力設備設置在地下不同樓層形成立體式架構,因土地面積有限難以建構大型接地網,必須廣設接地匯流排及接地引線,接地功能是否良好由接地匯流排、接地引線與地網的特性共同決定,其中它們的開關突波特性,對所內人員及各種設備的安全影響極大,亟須加以探討。

為此,本論文之主要目的在探討地下超高壓變電所接地系統之開關突波特性,以斷路器或開關動作切換時在接地系統所造成的突波為研究重點。首先採用電磁暫態分析軟體(EMTP/ATP)建立電路模型,並分析變電所一、二次側輸電線路及匯流排因開關操作所產生注入於接地系統的突波電流。並根據突波電流注入變電所地網之數據,進一步應用接地系統分析軟體(CDEGS)分析各項電磁特性,以評估接地系統之電磁特性對所內外人員、系統及設備影響的程度,並介紹一些改善策略以供參考。
Underground Extra High Voltage (EHV) substation installs various electrical equipments on different floors to form a cubic structure. However, the land area is too limited to construct large grounding grid, so many grounding bus and grounding conductors must be widely installed. The grounding system performance will depends on the grounding buses, grounding conductors and the characteristics of ground gird altogether, where the switch surge characteristics bring rather significant influence on the safety of personnel and various facilities in substation, and are to be studied further.

Therefore, this thesis aims to study the characteristics of switching surges in the underground EHV substation and stress on surges in grounding system caused by operations of circuit breakers or switches. The circuit model used to analyze surge currents is first constructed by the electromagnetic transient program (EMTP/ATP). Then, the injection currents to grounding system due to the switching actions on the primary and secondary transmission lines and buses are analyzed. Furthermore, based on the analysis results of switching surge current injected into the ground grid of substation, various electromagnetic characteristics of grounding system are analyzed by a software package namely CDEGS (Current Distribution, Electromagnetic-Field, Grounding and Soil-Structure). Finally, the influences of electromagnetic characteristics of grounding system on the personal, equipments and systems in substation are evaluated, and some mitigation stratogies are introduced to provide as references.
摘要 i
ABSTRACT ii
目 錄 iii
表目錄 vi
圖目錄 ix
第一章 緒論 1
1.1 研究背景及目的 1
1.2 相關研究概況 2
1.3 研究內容概述 3
第二章 地下超高壓變電所系統架構及問題描述 4
2.1 系統架構描述 4
2.1.1台灣輸變電系統介紹 4
2.1.2 地下立體式超高壓變電所系統架構 5
2.1.3 接地架構介紹 7
2.1.4 地下電纜的結構與特點 10
2.2 系統參數及假設條件 12
2.3 接地系統開關突波問題探討 16
第三章 模型之建立及參數設定 19
3.1 ATPDraw電磁暫態分析程式之簡介 19
3.2 系統模型之建構 20
3.2.1 345kV系統電源模型與參數設定 20
3.2.2 主變壓器及匯流排模型與其參數設定 21
3.2.3 161kV系統模型及參數設定 23
3.2.4 345kV及161kV輸電線路之地下電纜模型與參數設定 24
第四章 開關突波電流分析 30
4.1 開關操作模式及模擬案例 30
4.2 開關突波電流模擬結果及比較 30
4.2.1 正常操作程序之開關突波模擬分析 31
4.2.2 異常操作程序之開關突波模擬分析 39
4.3 综合討論 64
第五章 開關突波電磁特性分析 66
5.1 突波電流注入接地系統之路徑分析 66
5.2 地網模型建立 68
5.3 接地系統電磁特性分析與結果 70
5.3.1 地電位昇分佈 75
5.3.2 導體電流分佈 77
5.3.3 磁場分佈 80
5.3.4 地表電位分佈 82
5.3.5 接觸電壓分佈 85
5.3.6 步間電壓分佈 87
5.4 综合討論 91
第六章 影響評估及檢討 93
6.1 人員安全評估 94
6.2 設備安全評估 96
6.3 改善方法及防護措施 98
第七章 結論及未來展望 101
7.1 結論 101
7.2 未來展望 101
參考文獻 102
[1] N. Georgiadis, M. Rubinstein, M. A. Uman, P. J. Medelius, and E. M. Thomson, “Lightning Induced Voltage at Both Ends of A 448-m Power Distribution Line,” IEEE Trans. on Electromagnetic Compatibility, Vol. 34, No. 2, Nov. 1992, pp. 451-459.
[2] F. de la Rosa, R. Valdivia, H. Perez, J. Loza, “Discussion about the Inducing Effects of Lightning in an Experimental Power Distribution Line in Mexico,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 3, No. 3, July 1988, pp. 1080-1089.
[3] W. Xiong, F. P. Dawalibi, “Transient Performance of Substation Grounding Systems Subjected to Lightning and Similar Surge Currents,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 9, No. 3, July 1994.
[4] S. Sadovic, R. Joulie, S. Tartier, E. Brocard, “Use of Line Surge Arresters for The Improvement of The Lightning Performance of 63 kV and 90 kV Shielded and Unshielded Transmission Lines,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 12, No. 3, July 1997, pp. 1232-1240.
[5] Y. Matsumoto, O. Sakuma, K. Shinjo, M. Saiki, T. Wakai, T. Sakai, H. Nagasaka, H. Motoyama, M. Ishii, “Measurement of Lightning Surges on Test Transmission Line Equipped with Arresters Struck by Natural and Triggered Lightning,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 11, No. 2, Apr. 1996, pp. 996-1002.
[6] L. Grcev, F. Dawalibi, “An Electromagnetic Model for Transients in Grounding Systems,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 5, No. 4, Nov. 1990, pp. 1773-1781.
[7] 顏世雄,接地工程講義,台北:全華科技圖書公司,2004,第21-27頁
[8] 劉茂宏,屋內式變電所接地電阻之量測與計算,碩士論文,國立雲林科技大學電機工程學系,斗六,2005。
[9] 張正男,雲林屋外式與頭份屋內式變電所接地安全分析比較,碩士論文,國立雲林科技大學電機工程學系,斗六,2003。
[10] 黃鈺倫,捷運系統主變電站接地系統之開關突波特性分析,碩士論文,私立中原大學電機工程學系,中壢,2002。
[11] M. Ramamoorty, D. Mukhedar, “Transient Performance of Grounding Grids,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 4, No. 4, Oct. 1989, pp. 2053-2059.
[12] L. Grcev, F. Dawalibi, “An Electromagnetic Model for Transients in Grounding Systems,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 5, No. 4, Nov. 1990, pp. 1773-1781.
[13] M. Ishii, T. Kawamura, T. Kouno, E. Ohsaki, K. Shiokawa, K. Murotani, T. Higuchi, “Multistory Transmission Tower Model for Lightning Surge Analysis,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 6, No. 3, July 1991, pp. 1327-1335.
[14] A. Inoue, S. -I. Kanao, “Observation and Analysis of Multiple-Phase Grounding Faults Caused by Lightning,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 11, No. 1, Janu. 1996, pp. 353-360.
[15] H. Motoyama, W. Janischewskyj, A. M. Hussein, R. Rusan, W. A. Chisholm, J. -S. Chang, “Electromagnetic Field Radiation Model for Lightning Strokes to Tall Structures,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 11, No. 3, July 1996, pp. 1624-1632.
[16] M. Heimbach, L. D. Grcev, “Grounding System Analysis in Transients Programs Applying Electromagnetic Field Approach,” IEEE Trans. on Power Delivery, Vol. 12, No.1, Janu. 1997, pp. 186-193.
[17] 林水秀、邱垂彥,「161kV電容器開關回復電壓及再襲過電壓」,第十八屆電力工程研討會,1997,第109-113頁。
[18] 鍾文成,二次變電所並聯電容器切換暫態之研究,碩士論文,國立台北科技大學電機工程學系,台北,2005。
[19] 邵子興,高科技工廠開關突波分析,碩士論文,國立清華大學電機工程學系,新竹,2007。
[20] 陳永田,台灣輸電系統發展及規劃準則修訂過程簡報資料,2006
[21] 江榮城、廖清榮編著,發變電工程,台北:全華科技圖書股份有限公司,2001。
[22] 周至如,「161kV以上的室內立體式變電所接地系統規劃」,電機月刊,第146期2月號,2003,第186-201頁。
[23] 張福元,161kV XLPE地下電纜送電容量分析,碩士論文,國立中山大學電機工程學系,高雄,2001。
[24] 溫茂廷,特高壓地下環路接地系統開關突波特性研究,碩士論文,私立中原大學電機工程學系,中壢,2006。
[25] 彭士開、黃佳文,「訂定變電所接地電阻目標值」,台電工程月刊,第448期,1985,第25-34頁。
[26] ATPDRAW version 3.5 for Windows 9x/NT/2000/XP Users'' Manual.
[27] 李奇憲,市電並聯型感應發電機於三相不平衡電壓下之分析,碩士論文,國立雲林科技大學電機工程學系,斗六,2005。
[28] 陳哲樟,超高壓變電所內外接地故障之電磁特性研究,碩士論文,私立中原大學電機工程學系,中壢,2007。
[29] 朱正宏,特高壓環路地下環路供電系統之電纜遮蔽層及接地系統之電位與電流分佈特性研究,碩士論文,私立中原大學電機工程學系,中壢,2006。
[30] SES, Current Distribution, Electromagnetic Interference, Grounding and Soil Structure Analysis-CDEGS Software Package, SES Ltd. 1998, Canada.
[31] 黃耀磊,接地系統開關突波特性及其影響研究,碩士論文,私立中原大學電機工程學系,中壢,1998。
[32] 謝秋和,大型地網之最佳規劃設計,碩士論文,私立中原大學電機工程學系,中壢,1997。
[33] ANSI/IEEE Std.80, “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding,” IEEE Society, New York , 2000.
[34] Paul. M. Anderson, Analysis Of Faulted Power System, Ames:開發圖書有限公司, 1976, PP. 75-76.
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