电力系统分析的基本观念

,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,北科大 王廷興教授,95,北科大 王廷興教授,95,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,主講,人,人：,王,王廷,興,興,博,博士,台北,科,科技,大,大學,冷,冷凍,空,空調,系,系,消防設備師，電機技師，建管甲級技術士，合格仲裁人，升降梯檢查員,行政院公共工程委員會採購申訴審議委員會諮詢委員,配電,工,工程,（三,）,）,電力,系,系統,分,分析,的,的基,本,本觀,念,念,簡單,的,的電,力,力系,統,統,簡單,電,電力,系,系統,的,的等,效,效電,路,路,單相,二,二線,系,系統,實際,線,線路,單相,二,二線,系,系統,等效,線,線路,單相,三,三線,制,制的,電,電路,三相,四,四線,制,制的,電,電路,電力,系,系統,計,計算,的,的對,象,象,S,：功,率,率（,三,三相,：,：三,相,相總,功,功率,）,）,V,：電,壓,壓（,三,三相,：,：線,電,電壓,）,）,I,：電,流,流（,三,三相,：,：線,電,電流,）,）,Z,：阻,抗,抗（,三,三相,：,：相,阻,阻抗,）,）,變壓,器,器的,介,介入,？,？,變壓,器,器使,得,得電,力,力系,變壓,器,器一,、,、二,次,次側,電,電壓,、,、,電,電流,及,及阻,抗,抗的,基,基本,轉,轉換,公,公式,1.,電壓,V,1,/V,2,=N,1,/N,2,2.,電流,I,1,/I,2,=N,2,/N,1,由一,次,次側,看,看二,次,次側,阻,阻抗,3.Z,2,=Z,2,(N1/N2),2,4.S,1,=V,1,I,1,=V,2,(N,1,/N,2,),I,2,(N,2,/N,1,),=V,2,I,2,=S,2,標么,值,值,標么,值,值的,定,定義,是,是實,際,際值,與,與基,準,準值,(basevalue),的比,值,值。,標么,值,值,(p,u),實際,值,值,基準,值,值,標么,值,值應,用,用例,例如,有,有二,不,不同,階,階層,的,的電,動,動機,，,，比,較,較其,啟,啟動,特,特性,。,。,一、,A,電動,機,機啟,動,動,2020V,、額,定,定,23,00V,二、,B,電動,機,機啟,動,動,42,0V,、額,定,定,460V,解,：,：,以,以,PU,值,來,來,作,作,研,研,判,判,1.,以,額,A,電動機,=2020/2300=0.88pu,B,電動機,=420/460=0.91PU,2.0.910.88,，故,B,電動機啟動特性較佳,標么基,準,準值的,選,選定,一、實,用,用上，,先,先選定,基,基準容,量,量,S,b,及基準,電,電壓,V,b,，而後,計,計算求,得,得基準,電,電流,I,b,及基準,阻,阻抗,Z,b,。,二、三,相,相系統,的,的數據,，,，容量,為,為三相,總,總容量,，,，電壓,為,為線電,壓,壓，電,流,流為線,電,電流，,阻,阻抗為,相,相阻抗,。,。,三、變,壓,壓器無,論,論是單,相,相或三,相,相，不,管,管,Y,或接,，,，若以,其,其額定,為,為基準,值,值，則,自,自一、,二,二次側,所,所求得,的,的標么,阻,阻抗均,相,相同。,四、電,力,力系統,中,中，是,由,由多組,變,變壓器,及,及各電,壓,壓階層,的,的電機,元,元件所,構,構成，,都,都以變,壓,壓器在,該,該電壓,階,階層的,額,額定值,為,為基準,值,值，所,得,得該元,件,件的標,么,么阻抗,，,，可以,和,和另一,電,電壓階,層,層電機,元,元件的,標,標么阻,抗,抗直接,運,運算。,選,S,b,(KVA,b,),的原則,儘量選,10,的乘方,，,，例如,100KVA,，,1000KVA,，,1000MVA,，優點,為,為,:,計算,Z,b,方便,(Z,b,=V,2,b,/S,b,),。,從,pu,值可立,即,即得知,W,、,VA,或,VAR,值,(=pu*S,b,),以系統,上,上變壓,器,器的容,量,量為,S,b,，例如,主,主變壓,器,器,750KVA,，定,S,b,=750KVA,，優點,為,為,:,若定,V,b,=,主變壓,器,器之額,定,定電壓,，,，則,I,b,=,主變壓,器,器滿載,電,電流，,從,從各電,流,流之,pu,值可知,主,主變壓,器,器負載,或,或過載,到,到什麼,程,程度。,從功率,之,之,pu,值可立,即,即得知,佔,佔用主,變,變壓器,多,多少容,量,量。,選,V,b,(KV,b,),的原則,以題目,要,要計算,的,的主要,部,部份的,電,電壓為,V,b,，例如,一,一個,3.3KV/200V,系統要,做,做,220V,方面的,計,計算，,則,則,V,b,定為,220V,。,S,b,宜選擇,固,固定值,，,，,V,b,則可,隨,隨機應,變,變，,可,可針對,系,系統上,某,某一部,份,份而以,其,其電壓,為,為,V,b,，像上,述,述,3.3KV/220V,系統，,若,若也有,少,少許,3.3KV,三相系,統,統基本,轉,轉換公,式,式,單相系,統,統基本,轉,轉換公,式,式,實務應,用,用公式,（,（一）,b,=V,b,/I,b,=V,b,/(S,b,/V,b,)=V,2,b,/S,b,=(KV,b,),2,/MVA,b,實務應,用,用公式,（,（二）,實務應,用,用公式,（,（三）,實務應,用,用公式,（,（四）,阻抗及,V,b,不變，,S,b,改變時,（五）,Zpu1,Zpu2,Sb1,Sb2,KVAb1,KVAb2,阻抗及,S,b,不變，,V,b,改變時,（六）,Zpu1,Zpu2,-,-,Z.,Zb1,Z.,Zb2,Sb.,(Vb1),2,Sb.,(Vb2),2,Vb2,Vb1,2,=,由,pu,值換算成,值時,（七）,Z()=Zpu,Zb(),=Zpu,(Vb),2,/Sb,Zpu=,Z()KVAb,1000(KVb),2,PU,值計算案例,一工廠配電,系,系統如圖所,配電線阻抗在新基準下的,pu,值,電動機阻抗在新基準下的,pu,值,電源系統阻抗在新基準下的,pu,值,250MVA,SC,PU,值計算案例,解：新基準,值,值,S,b,=1000kVA=1MVAV,b1,=11.4kV,，,V,b2,=480V,1.,配電線的阻,抗,抗,R,pu,=0.0004*1/(0.48),2,=0.00174puX,pu,=0.00108*1/(0.48),2,=0.00469pu,2.,電動機的電,抗,抗,Z,puN,=0.25(0.46/0.48),2,(1/0.1)=2.296pu,3.,電源系統的,阻,阻抗,Z,spu,=1/250=0.004pu,隨堂練習（,pu,值計算練習,）,）,例：設有單,相,相,1000KVA,變壓器，其,一,一、二次側,額,額定電壓為,13.8KV/120V,，電抗標么,值,值為,0.2pu,，若將之接,成,成或,，試,求,求其標么電,抗,抗值。,試：由同學,隨,隨堂依據上,課,課所授之理,論,論及公式隨,堂,堂作答。,變壓器的短,路,路試驗與,阻,阻抗壓降百,分,分率,一般配電變,壓,壓器在加上,3-10%,的額定電壓,時,時，短路側,的,的電流即達,到,到滿載電流,，,，因為激磁,並,並聯分路消,耗,耗的功率，,與,與電壓平方,成,成比例，外,加,加電壓為額,定,定電壓的,3-10%,時，激磁分,路,路消耗功率,(,鐵損,),降為額定值,的,的,0.09-1%,，故此分路,可,可以省略，,因,因此短路試,驗,驗測得的損,失,失，可視為,銅,銅損而已。,此時外加電,壓,壓,V(%)=I,PU,Z(%),，因,I,PU,=I,fl,=1.0,PU,，所以,V(%)=Z(%),，此時的外,加,加電壓，全,部,部為變壓器,一,一、二次合,併,併的阻抗所,消,消耗，所以,阻,阻抗百分率,，,，即是電壓,降,降百分率。,感應電動機,的,的容量與電,流,流計算,1.,若感應電動,機,機已經製成,，,，應該查閱,銘,銘牌上所標,示,示的容量及,滿,滿載電流為,準,準。,2.,在設計階段,，,，感應電動,機,機尚未購置,，,，欲求其容,量,量及滿載電,流,流時，以查,閱,閱國家標準,的,的規定值為,準,準。,3.,在無任何資,料,料可供查閱,時,時，因感應,電,電動機容量,大,大小不一。,1HP,以上者，其,效,效率約為,75-88%,，功因約,75-87%,，欲計算其,容,容量時，,S(KVA)=P/pf,n=HP,0.746/pf,n,估算電流時,Ifl=S/3*V=KVA/,3*KV,一般原則：,感應電動機,容,容量與電流,的,的計算,1.S(KVA)=,2.,估算電流時,Ifl=,S,3 x V,KVA,3 x kV,P,pf,HP,0.746,pf,求解單相,求,求解三相,三相電壓及,電,電流絕對值,都,都相等，只,是,是相角相差,120,0,而已，,三相的各,相,相阻抗值,則,則完全相,等,等,，所以分,析,析三相的,特,特性時，,只,只要得知,其,其中一相,的,的電壓、,電,電流、阻,抗,抗等值，,另,另外兩相,的,的相關數,值,值的大小,均,均相等，,只,只要把相,角,角差，加,以,以考慮即,可,可。,單相模式,分,分析的步,驟,驟,將所有,接,接的電源,或,或負載，,轉,轉換成等,效,效的,Y,接。,以,A,相電路,(,中性線用,無,無阻接線,路,路代表,),求解,V,、,I,，,S,，,Z,等變數。,如有需要,，,，,B,相及,C,相的相關,數,數值，可,以,以用相位,相,相差,120,0,求得。,如有需要,，,，再返回,原,原始線路,，,，求線間,電,電壓或,接,接的內部,變,變數。,