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研究生: 王振在
Wang, Chen-Tsai
論文名稱: 應用PDS/UHF圖譜放電形狀與面積於模鑄型變壓器之局部放電檢測
A Study of the Cast-Resin Transformer Partial Discharge Detection Based on the PDS/UHF Discharge Pattern Type and Area
指導教授: 陳建富
Chen, Jiann-Fuh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 74
中文關鍵詞: 局部放電超高頻雜訊
外文關鍵詞: Partial Discharge, Ultrahigh Frequency, Noise
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  • 可靠的配電系統供電是決定工廠設備運轉順利的重要因素之一,電力設備事故前的預知檢測,可預防電氣事故突然發生之可能性,提升配電系統供電穩定。一般市面常用簡易型局部放電(PDS)及超高頻(UHF)局部放電儀器進行模鑄型變壓器之局部放電檢測,由於使用簡易型局部放電儀器檢測容易受到背景環境因素雜訊干擾,影響局部放電正確檢測數據呈現及電力設備異常判斷能力,本論文再結合超高頻局部放電儀器檢測比較,建立放電圖譜形狀及面積數據,進行局部放電診斷及研究分析,期待能對模鑄型變壓器在運轉中能準確檢知局部放電種類及預判變壓器運轉風險,於設備故障發生前作更換與維修以提升配電系統可靠。
    關鍵字:局部放電、超高頻、雜訊。

    A reliable power distribution system is one of the important factors for smooth operation of factories. A predictive detection for possible power equipment accident may prevent sudden occurrence.
    A Simple Partial Discharge (PDS) Detector and Ultrahigh Frequency (UHF) PD Detector are used to detect PD of a cast-resin transformer. However detection with PDS is susceptible to noise interference of the background. Thus, the correct display of PD data and judgment on abnormality of power equipment may be affected.
    So in this study, data regarding shape and area of discharge pattern are established to analyze research and judge PD based on comparison with detection results of a UHF PD Detector. And the type of PD can be detected accurately is expected. The possible operational risks of a transformer can be prejudged during operation of a cast-resin transformer. So, the preventive replacement and maintenance may take place prior to any failure of a power distribution system happens to promote a reliable system.
    Key words: Partial Discharge, Ultrahigh Frequency, Noise.

    中英文摘要………………………………………………………………………………I 英文延伸摘要 ………………………………………………………………………III 誌謝 ……………………………………………………………………………………VI 目錄 …………………………………………………………………………………VII 表目錄 …………………………………………………………………………………X 圖目錄 …………………………………………………………………………………XI 第一章 緒論 ………………………………………………………………………… 1 1.1 研究動機與背景 …………………………………………………………………1 1.2 研究目的及方法 …………………………………………………………………2 1.3 論文章節概要 ……………………………………………………………………4 第二章 局部放電基礎理論 ………………………………………………………… 5 2.1 局部放電定義 ……………………………………………………………………5 2.1.1 絕緣材料對局部放電影響 …………………………………………………5 2.1.2 發生局部放電的原因 ………………………………………………………5 2.1.3 局部放電現象類型 …………………………………………………………5 2.1.4 局部放電的影響 ……………………………………………………………7 2.2 局部放電量測原理 ………………………………………………………………7 2.2.1 IEC 60270局部放電量測標準………………………………………………8 2.2.2 局部放電檢測技術魚骨圖…………………………………………………10 2.2.3 局部放電檢測背景雜訊分析………………………………………………11 2.2.4 內部局部放電說明…………………………………………………………12 第三章 簡易型/超高頻檢測方法原理及架構 …………………………………… 17 3.1 簡易型局部放電檢測儀器………………………………………………………17 3.1.1 簡易型原理說明……………………………………………………………17 3.1.2 模鑄型變壓器檢測方式及架構說明………………………………………18 3.2 超高頻局部放電檢測儀器 ……………………………………………………20 3.2.1 超高頻檢測原理說明………………………………………………………20 3.2.2 商用局部放電檢測儀器簡介及架構………………………………………20 3.2.3 超高頻檢測模鑄型變壓器模式……………………………………………22 第四章 放電型態模擬、頻譜、放電量、重複率、相位角分析………………… 23 4.1 局部放電圖譜說明 ……………………………………………………………23 4.1.1 放電量 ……………………………………………………………………23 4.1.2 重複率 ……………………………………………………………………24 4.1.3 放電相位角 ………………………………………………………………24 4.2 局部放電模擬測試………………………………………………………………25 4.2.1 電暈放電(Corona Discharge)型態……………………………………26 4.2.2 外部放電(External Discharge)型態………………………………33 4.2.3 內部放電(Internal Discharge)型態………………………………39 4.3 試驗結果分析及結論……………………………………………………………45 第五章 實測數據驗證及圖譜分析說明…………………………………………… 51 5.1 前言………………………………………………………………………………51 5.2 儀器規格說明……………………………………………………………………51 5.3 模鑄型變壓器(3000kVA)局部放電試驗(一) ………………………………52 5.3.1 背景說明……………………………………………………………………52 5.3.2 模鑄型變壓器規格…………………………………………………………52 5.3.3 簡易型局部放電儀器檢測數據……………………………………………52 5.3.4 超高頻圖譜檢測數據………………………………………………………53 5.3.5 紫外線檢測局部放電儀器圖譜驗證………………………………………54 5.3.6 分析要因及結論……………………………………………………………55 5.4 模鑄型變壓器(8000kVA)局部放電試驗(二) ……………………………56 5.4.1 模鑄型變壓器規格…………………………………………………………56 5.4.2 簡易型及超高頻圖譜檢測數據……………………………………………56 5.4.3 分析要因及結論……………………………………………………………57 5.5 模鑄型變壓器(1250kVA)局部放電試驗(三)………………………………58 5.5.1 模鑄型變壓器規格…………………………………………………………58 5.5.2 簡易型及超高頻圖譜檢測數據……………………………………………58 5.5.3 分析要因及結論……………………………………………………………60 5.6 模鑄型比流器(CT)局部放電試驗(四)………………………………………61 5.6.1 模鑄型比流器規格…………………………………………………………61 5.6.2 簡易型及超高頻局部放電儀器檢測據數圖譜……………………………61 5.6.3 分析要因及結論……………………………………………………………63 5.7 模鑄型比壓器(PT)局部放電試驗(五)………………………………………63 5.7.1 模鑄型比壓器規格…………………………………………………………63 5.7.2 簡易型及超高頻局部放電儀器檢測實圖…………………………………63 5.7.3 超高頻局部放電儀器檢測據數圖譜………………………………………64 5.7.4 分析要因及結論……………………………………………………………65 5.8 簡易型局部放電雜訊干擾試驗………………………………………………66 5.9 簡易型/超高頻檢測實驗結果數據彙整 ………………………………………68 5.10 實測試驗結果分析及結論 ……………………………………………………69 第六章 結論與未來研究方向……………………………………………………… 71 6.1 結論………………………………………………………………………………71 6.2 未來研究方向……………………………………………………………………72 參考文獻 …………………………………………………………………………… 73

    [1] 楊正光、林育勳、吳瑞南、張宏展,“高壓變壓器局部放電現場查驗方式之研究”,經濟部能源研究發展基金計畫之期末報告,民國九十一年。
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    [19] “Doble Enginering”, http://www.doble.com/web/.

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