2016年5月21日 星期六

屋內型配電變電所引入設備絕緣耐壓之研究-5_A study of Insulation Strength for Incoming Apparatus to Indoor Type Distributed Substation-5

VII.           降低過電壓之探討

1.   增設避雷器的作法
要達到最好的雷擊過電壓的限制效果,最傳統也是最好的方法就是裝置避雷器,因此,根據表5統計與分析所示,避雷器裝設位置於連接站及GIS端可以達到降低過電壓及保護設備的目的。
2.   地下電纜長度的考量
特性阻抗的大小隨著電纜長度的變化而化,突波的大小衰減亦隨之改變,所以,在規劃前探討電纜長度的過電壓參數可作為鐵塔設置的參考模擬結果發現隨著電纜長度增加過電壓得到適度的降低。
如圖15所示,隨著電纜長度的增加,GIS端電壓呈現下降的趨勢,可以將過電壓降至BIL值以下;圖16表示當電纜長度增加時,雖變壓器端電壓亦趨下降,但仍高於BIL值;圖17所示,電纜端電壓隨著電纜長度的增加而下降,在長度600m左右可降至BIL以下
3.   變壓器設備參數的影響
變壓器的對地電容值變化在1nF6nF [5],本文採用1.5nF的對地電容值,針對BIL值之各情形,探討改變變壓器模組的突波電容對設備端電壓之影響,由圖18所示可知,突波電容的大小對變壓器端電壓的影響,雖呈等比下降,但其過電壓仍高於BIL值。
4.   不做改變的作法

維持模擬狀況一的規劃也是一項選擇,依據台灣地區的總落雷數統計[12],計算落雷強度實際對系統可能造成破壞的電流值模擬結果當落雷強度由60kA降至43kA時,雷擊暫態電壓都可降至設備BIL值內,也就是說將近84%的雷擊對設備是沒有危害的,這個方法是單純的去接受閃絡的機率,對於非重點的變電所,安全率高於危險率也是運轉方式之ㄧ。
X.結論
研究結果顯示,避雷器數量位置、地下電纜的長度及設備參數的大小都會改變端電壓的大小,但其影響程度不一,整體而言,屋內型變電所的防雷措施是必須依賴避雷器來完成的,考慮系統背景及設備結構的不同來規劃防雷策略,系統規劃前經ATP–EMTP軟體的模擬分析是重要且必要的程序,以模擬結果來選擇設備絕緣等級可以彌補固定BIL值方法及避雷器固定安裝地點的缺漏,系統可得周全的設計考量亦有助於成本的降低,求得電力品質與節省成本間的最佳協調。



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