臺灣博碩士論文加值系統

在發電廠及變電所中，直流電源系統是用於保護電驛迴路、不斷電系統迴路，也作為配電盤邏輯控制迴路電源使用。直流系統是一個絕緣系統，絕緣電阻達數百萬歐姆，其正常工作時，正、負線對地絕緣電阻相等，對地電壓也是相對平衡的。當發生一點接地時，其正、負線對地電壓會發生變化，接地線對地電壓降低，非接地線電壓升高，控制迴路和供電可靠性會大大降低，但一般不會引發電氣控制系統的次生故障。
台電公司為提高超高壓變電所運轉可靠度，每一變電所皆設計配置兩組以上的獨立直流電源，同時變電所內每一斷路器或變壓器設備，其直流控制/監視電源皆設置有獨立無熔絲開關，在直流控制迴路發生異常時，可自動跳脫或透過人為啟斷方式隔離直流故障。然而雖有多重保護設計與規劃，電力設備受經多年使用，擴建、施工及氣候影響，仍有直流接地混接現象，其容易引起直流系統接地故障。因此本論文提出一接地線路混接之查修與監視程序，並以台電嘉民超高壓變電所實務案例進行分析，證明本論文所提程序確可找到接地異常範圍，並能將接地混接狀況排除。由理論分析與實例驗證結果顯示，本論文所提方法確具可行，相關研究心得應可作為電力工程從業人員於實務工作時參考與利用。

In the power plant and substation, the DC power system is used in the logic control loops of protective relay and power distribution panel. The DC power system is an insulation system with insulation resistance of millions of ohms. When the DC power system works normally, the insulation resistance of the positive/negative line is almost equal, and the line-to-ground voltage is also relatively balanced. However, during the line fault, the voltage of DC power system will change. The voltage in the fault line side will decrease, possibly affecting its power supply. In severe cases, the line fault of DC power system may affect the safety of the overall system.
In order to improve the operational reliability of ultra-high voltage system, two or more independent DC power supplying loops have been designed in the substation of the Taiwan power company. Then, each power apparatus in the substation equips the independent DC power supply and circuit breaker for line insulation. In this case, when the line fault occurs in the DC power system, the corresponding switch can automatically trips or manually turns off. However, because of system expansion, reconstruction, and the effect of climate reason, there is still line fault event occurring in the DC power system. Therefore, in this thesis, a maintenance procedures of mixed connection of DC power system grounding for electrical substation is proposed. The method has been applied to the practical case study of Chia-Min UHV substation of Taiwan power company. The test results show that the method proposed in this thesis can position the fault area, and eliminate the line mixed-connection condition. Test results confirm the effectiveness of the method, thereby demonstrating that the method is beneficial for power industry applications.

摘要 i
Abstract ii
目錄 v
表目錄 viii
圖目錄 ix
專有名詞解釋 x
第一章 緒論 1
1-1 研究背景及動機 1
1-2研究方法與貢獻 1
1-3 內容大綱 2
第二章 直流電源的設計與接地型態分析 3
2-1 變電所直流電源之設計 3
2-1-1 蓄電池 3
2-1-2 充電機 5
2-1-3 蓄電池與充電機的接線方式 6
2-1-4 保護電驛之直流電源使用情形 8
2-2 接地的形成與種類 12
2-2-1 電纜破皮導致絕緣不良 12
2-2-2 電纜遭白蟻或老鼠咬食 12
2-2-3 操作箱潮濕或電纜淹水導致絕緣不良 13
2-2-4 控制迴路接點元件遭蟲類壁虎入侵導致接地 13
2-2-5 施工不當或誤接不正確接點 14
2-3 直流電源混和接地的形成 14
2-3-1 只有一組直流電源的控制迴路間混接探討 14
2-3-2 兩組獨立直流電源的控制迴路間混接探討 18
第三章 接地故障分析及查修處理 20
3-1接地查修方式 20
3-1-1利用絕緣監視裝置判斷 20
3-1-2利用瞬停法進行判斷 21
3-1-3使用絕緣監測裝置及直流接地定位裝置 21
3-1-4兩組DC是否混接的測試方法 21
3-2直流系統接地故障分析 22
3-2-1直流系統接地的危害 22
3-2-2直流系統異常原因及徵兆 24
3-3接地發生時之緊急應變 25
第四章 實際查修結果與討論 26
4-1查修過程 26
4-1-1確認異常範圍 26
4-1-2接地點查修 27
4-2兩組直流電源混接排除 29
4-3綜合討論 32
第五章 結論 34
5-1 結論 34
5-2 未來研究方向 35
參考文獻 36

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