臺灣博碩士論文加值系統

隨著科技飛躍的進步，社會對用電品質越來越講究，然而產業投入設備維護的人員很少。高壓設備因受長時間運行情況下，會使高壓設備易發生故障；因此，利用長時間監測與雲端傳輸方式，收集該高壓設備的量測數據。就能即時掌握高壓設備絕緣狀態，避免高壓設備無預警故障，進而提升供電品質與穩定度。
首先瞭解局部放電產生的原因，分析局部放電檢測方法，配合國內外標準與規定進行設計。本文設計的局部放電量測系統使用小波濾波，濾除現場環境出現的背景雜訊後進行數據分析。數據分析後會利用網路上傳至雲端建立資料庫。監控者只需使用本文設計的遠端監控系統。此系統透過網際網路接收雲端硬碟中資料庫數據，結合迴歸分析法與移動視窗平均法等技術繪製趨勢圖。藉此達到進行長時間監控各地高壓設備絕緣劣化之狀態，並能降低無預警故障的發生。
本研究在台灣電力公司澎湖尖山發電廠進行實際量測，經現場人員協助下，已取得相當不錯的成效，為未來監控高壓設備絕緣狀態提供新的方法。
關鍵字:局部放電、迴歸分析法、移動視窗平均法、設備絕緣狀態。

With the rapid advancement of technology, the society pays increasing attention to the power quality, but there is a little manpower for maintenance in the industry. The high-voltage apparatuses are likely to fail in long running. Therefore, the high-voltage apparatus measurement data are collected by long-term monitoring and Cloud transmission, insulation state of high-voltage apparatuses can be mastered instantly, to avoid unwarned malfunction of high-voltage apparatuses, so as to upgrade the power quality and stability.
The cause of partial discharge is comprehended first, and the partial discharge detection method is studied, combined with domestic and foreign standards and regulations for design. The partial discharge measuring system designed in this paper uses wavelet filtering to filter the background noise off the field environment before data analysis. The data analysis result is uploaded via network to the Cloud to create database. The supervisor only needs to use the remote monitoring system designed in this paper. This system receives the database data in the Cloud hard disk via internet, combined with Regression Analysis and Moving average to draw a tendency chart, so as to monitor insulation state deterioration of high-voltage apparatuses in different places for a long time, and to reduce the occurrences of unwarned malfunction.
The actual measurement was implemented at Penghu Chienshan Power Plant of Taiwan Power Company, with the field staff's assistance, a considerable result has been obtained, providing a new method for monitoring insulation state of high-voltage apparatuses in the future.
Keywords: Partial Discharge; Regression Analysis; Moving Average; Equipment Insulation State

目錄
中文摘要 I
Abstract II
誌 謝 III
目 錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法 2
1.3 本文貢獻 5
1.4 章節概要 6
第二章 局部放電量測系統與遠端監控系統建立 8
2.1 局部放電產生原因 8
2.2 局部放電量測系統發展歷程 14
2.3 局部放電量測系統及遠端監控系統架構 17
2.3.1 局部放電量測系統系統設計 18
2.3.2 遠端監控系統設計 23
2.4 感測器種類與適用檢測設備 25
第三章 特徵參數訊號處理 32
3.1 迴歸分析法 32
3.2 移動視窗平均法 38
第四章 特徵參數與設備材料劣化的關係 41
4.1 國內外老化試驗資料整理 41
4.2 回歸分析法與移動視窗平均法比較 46
4.2.1 放電持續時間對脈衝幅值關係圖(TW-Q) 46
4.2.2 等效頻率對脈衝幅值關係圖(F-Q) 48
第五章 現場長時間量測及量測資料分析 51
5.1 現場高壓設備量測系統設置 51
5.2 實測結果與探討 53
第六章 結論與未來展望 56
6.1 結論 56
6.2 未來展望 57
參考文獻 58

圖目錄
圖1-1 研究流程圖 2
圖2-1 表面放電產生的塵埃特徵 8
圖2-2 單一空洞的內部放電 9
圖2-3 橡膠絕緣裂縫的內部放電 9
圖2-4 樹脂絕緣內部多個空洞的內部放電 10
圖2-5 電介質內部扁平空洞 10
圖2-6 表面放電 11
圖2-7 電暈放電 12
圖2-8 電樹 13
圖2-9 局部放電量測技術演進 14
圖2-10 以低價多通道A/D介面卡發展的局部放電量測儀器 15
圖2-11 具脈衝相位分佈的局部放電量測儀器 16
圖2-12 以電腦為基礎的局部放電量測儀器 16
圖2-13 局部放電量測系統及遠端監控系統架構圖 17
圖2-14 NI PCI-5105外觀圖 18
圖2-15 局部放電量測系統架圖 19
圖2-16 小波分解訊號 20
圖2-17 小波訊號重組 20
圖2-18 脈衝波形取包絡線 21
圖2-19 脈衝辨識程序 22
圖2-20 遠端監控系統架構圖 23
圖2-21 趨勢圖架構 24
圖2-22 自製HFCT感測器 25
圖2-23 自製空心電感L型局部放電脈衝檢測器 26
圖2-24 自製TEV感測器 26
圖2-25 TEV量測原理 27
圖2-26 模擬開關櫃放電圖 28
圖2-27 量測點幅值關係曲線 29
圖2-28 自製用於間隔器的專屬檢知器 29
圖2-29 紅外線溫度感測器 30
圖2-30 超聲波感測器 30
圖3-1 迴歸分析 32
圖3-2 實際數據進行迴歸分析 33
圖3-3 QMAX多項式迴歸分析 34
圖3-4 Q0.97多項式迴歸分析 35
圖3-5 Q0.9多項式迴歸分析 35
圖3-6 等效頻率多項式迴歸分析 36
圖3-7 脈衝持續時間多項式迴歸分析 37
圖3-8 移動視窗平均法 38
圖3-9 移動視窗平均法(MA10) 39
圖3-10 移動視窗平均法(MA2000) 39
圖3-11 移動視窗平均法(MA4000) 40
圖4-1 國外老化試驗 42
圖4-2 脈衝幅值對量測時間(Q-t) 43
圖4-3 等效頻率對時間(F-t) 44
圖4-4 放電持續時間對時間(TW-t) 44
圖4-5 放電持續時間對脈衝幅值關係圖(TW-Q) 45
圖4-6 脈衝頻率對脈衝幅值關係圖(F-Q) 45
圖4-7 TW-QMAX 46
圖4-8 TW-Q0.97 47
圖4-9 TW-Q0.9 47
圖4-10 F-QMAX 48
圖4-11 F-Q0.97 49
圖4-12 F-Q0.9 50
圖5-1 澎湖尖山發電廠感測器安裝位置 51
圖5-2 頻譜特性檢驗結果 52
圖5-3 盤內流向圖 52
圖5-4 一號發電機變比器盤F-Q0.97關係圖 53
圖5-5 一號發電機斷路器開關盤F-Q0.97關係圖 54
圖5-6 一號發電機輔助變壓器盤F-Q0.97關係圖 55

表目錄
表2-1 NI PCI-5105 規格表 19
表2-2 TEV技術參數 22
表2-3 感測器檢測原理 31

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