6. SKM電力分析軟體的電弧閃絡計算
近年來，隨著電腦數位化的普及，電力系統分析軟體由DOS進入Windows時代，有更人性化的設計，可以幫助工程師將龐雜的計算程序化簡，尤其稍具規模的電力系統，匯流排數量動輒數百之多甚至上千，利用電腦軟體的計算能力，節省繁冗計算時間，避免人工計算可能產生的錯誤，可靠度大大的提升，因此，採用分析軟體已普遍被各廠商公司所接受，也是一種趨勢。
在美國SKM公司商用軟體Power Tool有相當高使用率，是甚受電力工程師愛用的電力系統分析軟體之一，已有超過40年的歷史，最新版本為7.0版，是值得信賴的分析輔助工具。軟體公司已將各標準規範中的公式內建在程式內，選取設備元件，輸入各項參數並做元件間的連結，完成系統架構後，執行軟體程式，依循標準規範的要求完成計算。除了操作技巧外，專業工程師仍須具備專業知識，做出正確判斷，方能完成計算分析，提高計算結果的可靠度。
SKM軟體之計算程序即是以IEEE 1584的九個計算步驟來完成，取得短路模組和保護協調模組的故障電流和跳脫時間之值進行計算，概略說明如下列各項所示，並以圖表方式輔助。
6.1 收集設備參數和資料輸入軟體單線圖
根據最新單線圖將市電電源、發電機、變壓器、電動機和電纜等參數資料輸入軟體建構單線圖，若不可得應進行現場調查，參考圖2所示。
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圖2 SKM軟體單線圖
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6.2 決定系統操作模式
考慮電源線的引進數、聯絡斷路器投入或開啟和發電機併聯市電與否等不同狀況，檢討因系統操作模式的改變，造成短路電流的計算值不同，通常選取其中最大值，作為最終計算之基礎。
6.3 啟動程式計算短路電流
考慮故障源和設備阻抗值，計算與一般短路電流計算的程序相同，最後結果可標示在單線圖上，作為後續電弧閃絡危害計算之依據，參考圖3。
6.4 輸入保護電驛、斷路器和熔絲等保護裝置設定值，執行保護協調規劃
考慮短路電流和上下游保護設備的協調時間(CTI)，與一般保護電驛標置設定計算的程序相同，完成後作為後續電弧閃絡危害計算之依據，參考圖4。
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| 圖4保護電驛協調曲線與單線圖 |
6.5 執行電弧閃絡危害計算，產生IE和FPB等結果。
經過軟體的演算後，可以產生包含Ia、IE和FPB等結果和跳脫時間和間隙等參數的評估表格，也可視需要轉成EXCEL檔，參考表6，也可標示在單線圖上，參考圖5。
表6 電弧閃絡危害計算結果-表格範例
Bus Name
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Protective Device Name
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Bus kV
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Bus Bolted Fault (kA)
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Prot Dev Bolted Fault (kA)
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Prot Dev Arcing Fault (kA)
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Trip / Delay Time (sec.)
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Breaker Opening Time/Tol (sec.)
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Ground
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Equip Type
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Gap (mm)
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Arc Flash Boundary (mm)
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W D (mm)
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IE (cal / cm2)
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PPE Level / Notes (*N)
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Label #
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BUS_11
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R_11M
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10.00
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30.55
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29.88
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28.46
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0.568
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0.083
|
No
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SWG
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153
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28331
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914
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34
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Category 4
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#1100
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.
.
.
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6.6 分析並檢討計算結果，必要時做適度調整
可利用保護協調曲線加註電弧故障電流，來檢討保護電驛或斷路器的設定值，評估調整IE大小，必要時可以調整設定值，改變電流與跳脫時間，來達到降低電弧能量的目的，參考圖6所示。
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圖6協調曲線在電弧閃絡評估上的應用
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6.7 列印警示標籤
將最終計算所得結果與警示語列印在標籤上，黏貼在該屬的電氣盤體上，警告工作人員在施作之前做好防護工作，參考圖7所示。
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| 圖7標籤列印 |
