臺灣博碩士論文加值系統

科技工廠為維護生產線的品質良率，不可避免的使用非線性負載，其所造成的諧波問題，成為需要工廠長久持續改善的問題，占用相當大的維護成本。本論文針對某科技工廠設置於高壓22.8KV轉480V的被動式濾波設備，透過電錶收集電力品質的數據，理論推導濾波器設計參數，透過調整諧振點的方式，進行改善效果的評估，並提供實際可行的改善方式。案例中所使用的諧波濾波器由供應商設計提供，其設計的考量偏向商業化，造成工廠每年必須更換衰減的電容器，以維持濾波盤的諧振頻率不會放大諧波造成電容加速老化，因此，本文將詳細說明濾波器及系統的等效阻抗計算方式，如何用比較經濟的方法，降低濾波器的維護成本並延長使用壽命。研究最後我們得知，在小幅度的調整諧振點，就可以讓濾波盤可以承受的衰減百分比，由原先的1.5%提升到5.4%，相對穩定安全的使用年限，由1.5年提升到5年以上，更符合電容這項產品可用15萬小時的設計。

In order to maintain the quality of production line, the technology factory uses the nonlinear load inevitably to causing harmonic problem. For this factor, the permanent issue should be improved by the factory, and it may be a large percentage on maintenance cost. This thesis focuses on how to improve the filtering of harmonics in one technology factory. The factory has a high-voltage transformer from 22.8KV to 480V associating with a passive filtering system to collect power quality data via the electricity meters and derive filter design parameter. Through the theoretical formula, adjusting the resonance point can improve the filtering effect, also provide an feasible solution. In the factory, the harmonic filter is designed and provided by the supplier. The idea of the supplied harmonic filter is tendency on commercialization in order to assist the factory with declining capacitors replacement so that the resonant frequency of the filter banks may not amplify the harmonic and accelerate capacitor aging. Therefore, this project aims to calculate a suitable impedance for lasting capacitor life and lowering maintenance cost. In our study, we successfully promote a filter design that can stand for more capacitor aging from initial 1.5% to 5.4%. Furthermore, the service year will be increased from 1.5 year to 5 years, meaning that the capacitor can operate more than 150 thousands hours, as known the normal life span of a capacitor.

摘 要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 IX
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研究目的 3
1.4論文架構 4
第二章 電力諧波的探討 5
2.1電力諧波的定義 5
2.2電力品質的要求標準 6
2.3諧波對電容器的影響 9
2.4諧波的改善方法 12
2.5電容器的諧振點 15
2.6電容器的老化及自癒機制 16
第三章 被動式濾波器設計及工廠系統環境 18
3.1濾波器設計所需資料及設計考量 18
3.2系統中各階段短路阻抗計算辦法 20
3.3諧波分流計算辦法 25
3.4濾波器內電抗與電容器的設計 26
3.5研究的環境資料收集說明 28
3.6電容的衰減以及諧波的吸收率或放大率 30
第四章 改善研究分析 31
4.1現有被動式濾波器之設計及規畫說明 31
4.2傳統電容器設備潛在問題及目前改善方式 34
4.3目前設備改善後之電力品質狀態 36
4.4濾波器諧振點及衰減造成偏移之研究 41
4.5各階次諧波濾波效能研究 43
4.6濾波器過電流保護設定及相關計算解釋 43
4.7改善方案及資料分析 45
4.8改善方案分析 56
第五章 結論與未來展望 58
5.1結論 58
5.2未來展望 60
參考文獻 61
附錄-研究對象工廠之現場電錶數值 63

參考文獻
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