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台灣電力系統概況與電力品質 吳元康 台電電力系統 水力發電 火力發電- 汽力機組發電 火力發電-複循環發電 核能發電 核能發電的原理與火力發電相似，核能發電是利用鈾燃料進行核分裂連鎖反應時所產生的熱，將水加熱成高溫高壓的蒸汽，用以推動汽輪機，再帶動發電機發電。  台電 發電容量/發電量 結構圖 台電民營電廠發電計畫 台電預測之尖峰負載與備用容量率 民營電廠 - 台電發電端開放民營 輸電線路 架空線路：係用各種支持物，如鐵塔、鋼管桿或水泥桿，將電線架在空中，使電線得以綿亙通行，並附掛必要的絕緣裝置─礙子，使線下人畜草木安全無虞。 地下電纜：在人口密集的都會區，因為空間狹隘，土地取得困難，且為兼顧都市景觀，乃將輸電線路改設於道路底下；先在道路下面埋設管路或箱涵，再將電纜線裝置其中，輸送電力，這就是所謂的地下電纜。 變電所 為維持供電品質，避免用戶有電壓下降問題，變電所應儘量設在負載中心，也就是說，變電所要儘可能靠近用電多的地方，像交流道或車站若離市區太遠，就失去設站的意義一般。變電所若遠離負載中心，不僅送電損失大，而且用戶電壓降低，頻率不穩定，會影響用電品質。變電所可分為屋外式變電所或屋內式變電所。屋內式變電所又可建於地上或地下。屋外式變電所需要較大的土地面積，而屋內式變電所則造價較高。都會區因人口密集、土地昂貴，復須兼顧景觀與環保，目前均興建屋內式變電所。 變電所主要設備簡介 變壓器 電力品質 電力品質涵蓋電力系統中的電壓、電流波形及頻率的正常性程度。 電力品質量測分析技術之研究開發與管制辦法之制定執行為長久以來電力公司與工業界所面臨的主要課題，因為不良電力品質如電壓、電流之諧波、電壓閃爍、三相不平衡，以及電壓驟降/突升對電機、電子設備會造成危害性影響。 不良電力品質之型態  電壓變動 頻率 諧波 閃爍 不平衡 電壓陡升 暫態脈衝 電壓驟降 諧波 諧波成份：基頻(台電f1=60Hz)外之交流週期性訊號。 整數倍諧波(Integer harmonics)：除1以外之基頻整數倍交流週期性訊號(fn=nf1)，即n次諧波(n 1)。 電力系統諧波來源─非線性負載：電力電子轉換類、鐵心激磁類、不規則非線性負載。 減少諧波的方法: 裝設濾波器和採用D接變壓器 電壓閃爍 當電力系統中電壓閃爍嚴重時，會造成日光燈或白熾燈等燈具光度的閃變，使人的眼睛視覺產生不舒適感覺。 電壓閃爍的形成原因來自於電力網路中具有快速變動功率的負載，如電弧爐(Electric Arc Furnace)、電銲機、鋸木機、切煤機、碎石機和軋鋼電動機等，這些負載特點是在運轉過程中功率隨機或週期性地大幅變動。 三相交流電弧爐其操作過程分三階段(1)熔解期(Boredown)，(2)氧化期(Meltdown)，(3)精煉期(Refining)，其中以熔解期和氧化期負載變動最為劇烈，因碎鐵片不斷使三相電極發生短路，產生隨機的電弧放電過程，造成電弧爐負載虛功率劇烈且不規則的變動，低功因之大變動性電流使供電饋線產生電壓閃爍。 裝置靜態乏補償設備改善 改善電壓閃爍之配線設計 電壓驟降 電力系統遭受無法預期的雷擊、鹽害等天然災害或外物碰觸，均有可能造成輸配電設備或線路故障。故障所引起的瞬間停電或因故障電流流經鄰近線路所造成的電壓驟降是電力系統無法完全避免的現象。 世界各電力公司在面對上述突發事故時，都會儘量利用保護裝置自動檢出電壓和電流的異常現象，然後靠斷路器將故障區間隔離，再從其他線路送電，儘可能減低對用戶影響。 以先進的電業技術水準而言，上述對策雖然已可在很短的時間內執行，但對約1分鐘內的瞬間停電和約2秒內的電壓驟降，仍是無法完全避免的。 電氣設備對於電壓驟降的容忍度 事實上，瞬間停電和電壓驟降對大多數民生用電戶的影響很小，但對若干產業例如半導體製造業因其設備特性對電力品質要求高，對電壓驟降較為敏感，可能造成產業不同程度的影響。　各種用電設備對電壓驟降幅度有不同的承受度，例如:電磁開關在50％以內的電壓驟降仍可運轉，但可變速馬達和高壓放電燈只可容忍15％以內的電壓驟降，更大幅度的電壓驟降則造成設備的急停。　 此外電壓驟降持續時間的長短，對用電設備也會產生不同影響，如電磁開關在壓降持續0.01秒以上即會跳脫，而低壓電驛在電壓驟降持續1秒以上才會受到影響。 台電電壓驟降的實例 電力品質污染之影響與改善 電壓驟降改善用設備 動態電壓補償器 利用超導儲能系統維持系統電壓穩定 - 電壓調節器之一種型式 電力系統可靠度指標 南科電力系統相關連接單線圖 * * 變壓器 控制室-保護電驛與電表 靜電電容器 六氟化硫氣體絕緣開關設備 責任分界點 *