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研究生: 蕭舜文
Hsiao, Shun-Wen
論文名稱: 船舶電力系統功率因數之改善研究
Study on Power Factor Improvement in a Shipboard Power System
指導教授: 李建興
Lee, Chien-Hsing
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 系統及船舶機電工程學系
Department of Systems and Naval Mechatronic Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 65
中文關鍵詞: 船舶電力系統功率補償自動功因調整器
外文關鍵詞: Shipboard power system, reactive power compensation, automatic power factor regulator
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  • 電力電容器為一種常被裝設於陸上電力系統用以減少損失、改善系統功率因數之設備、或是提升其系統電力品質與可靠度之元件。因目前將自動功因調整器安裝於船舶電力系統用以提升功率因數之實例較少,且為因應節能減碳之趨勢與降低船舶設計成本之考量,而促使本研究擬探討此元件用於船舶電力系統之適用性,以及提出其安裝策略以決定適當電力補償容量。為驗證所提方法之可行性,本文以遠洋漁船「勝帆699號」作為探討實例,吾人於此艘漁船不同工作模式下執行相關量測,再以Matlab/Simulink建構其模擬模組,進而與實測結果作比較。本文所得之研究結果,期能作為未來船舶電力系統欲安裝功率因數設備之參考。

    Generally, a power capacitor is an impedance component that is used to install in an electrical power system for reducing losses, improving system power factor, or increasing the power quality and reliability. Since there are currently little practical examples that install Automatic Power Factor Regulator (APFR) to increase power factor on a shipboard power system which may have become the preferred design for future ships to reduce carbon dioxide emissions, this motivates us to investigate the feasibility of applying the APFR into a shipboard power system and to find a proper method to install the APFR with a corresponding capacitor value. To verify the feasibility of the proposed strategy for APFR installation, this thesis selects a fishing boat, namely SHENG FAN No. 699, as a target ship for practical measurements, and constructs simulation modules using Matlab/Simulink software as compared with the measured results. Hopefully, the results obtained from this thesis can be used as a reference for engineers to design a shipboard power system in the future.

    摘 要 i Abstract ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 表目錄 vii 圖目錄 viii 符號說明 x 第一章 緒 論 1 1.1 研究動機與目的 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 本論文之貢獻 3 1.4 論文研究架構 3 第二章 船舶電力系統簡介 5 2.1 前言 5 2.2 系統概述 5 2.2.1 電源設備 5 2.2.2 配電設備 6 2.2.3 電網架構 8 2.2.4 負載類型 8 2.3 負載分析 10 2.3.1 負載調查 10 2.3.2 需量因數 11 2.3.3 參差因數 11 2.3.4 負載因數 12 2.4 船舶工作狀況 13 2.5 本章小結 14 第三章 功率因數改善之基本理論 15 3.1 前言 15 3.2 功率因數概述 15 3.3 電力電容器 24 3.3.1 電力電容器之功用 24 3.3.2 電力電容器切換之暫態現象 26 3.3.3 電力電容器組之設計 28 3.4 本章小結 30 第四章 船舶電力設備模擬 34 4.1 前言 34 4.2 發電機 34 4.2.1 柴油機與調速系統 36 4.2.2 勵磁系統 37 4.2.3 同步發電機 39 4.3 自動功因調整器 42 4.4 本章小結 43 第五章 量測與模擬分析 45 5.1 前言 45 5.2 負載分析 46 5.3 系統設計 49 5.4 負載變動之量測結果 53 5.4.1裝設改善功因系統前之量測結果 54 5.4.2裝設功因改善系統後之量測結果 54 5.5 負載變動之模擬結果 57 5.6 量測與模擬結果之比較 59 5.7 本章小結 60 第六章 結論與未來展望 61 6.1 結論 61 6.2 未來研究方向 62 參考文獻 63 簡 歷 65

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    下載圖示 校內:2016-08-14公開
    校外:2016-08-14公開
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