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研究生: 連裕豐
Yu-Fong Lien
論文名稱: 洞道中超高壓地下電力系統之設計
Design of Extra High Voltage Underground Power Systems in Tunnel
指導教授: 張宏展
Hong-Chan Chang
口試委員: 郭政謙
Cheng -Chien Kuo
陳財榮
Tsai -Rong Chen
吳瑞南
Ruay-Nan Wu
蕭弘清
Hung-Ching Hsiao
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電資學院 - 電機工程系
Department of Electrical Engineering
論文出版年: 2005
畢業學年度: 93
語文別: 中文
論文頁數: 128
中文關鍵詞: 熱損失送電容量熱量轉移排出能力感應電壓洞道中地下電力系統被覆套
外文關鍵詞: underground power systems in tunnel, heat energy loss, energy transfer ability, shielding, induction voltage, Ampacity
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  • 本論文主要探討超高壓電力電纜佈設於洞道時,電纜因送電運轉而產生大量的熱損失,正常運轉下對電纜送電容量之影響,本論文的展望旨在開發一套具有各種拓樸學架構之地下電力系統應用程式,能計算電纜熱損失、熱量轉移排出能力及被套感應電壓與距離限制,提供電力工程師在規劃洞道中之地下電力系統決定適當的形式及空間需求時,重要的參考資料。為驗證本論文所開發應用程式之實用性,以數個台電實際規劃案例進行徹底檢查及驗證,經由這些案例結果得知該建議程式確實能提供正確的分析結果,輔助電力工程師快速又正確的完成洞道中地下電力系統設計。


    This thesis explores the various lay-out schemes for the extra-high-voltage underground cables in tunnel. Since massive heat will be generated by energy losses during power transmission of power cables, it is crucial to determine the ampacity of continuous current rating of power cables for safe system operation. In view of this, this thesis aims to develop an application program for underground power systems with different topological configurations which can calculate the heat energy loss, energy transfer ability of the power cables, and the induction voltage of the shielding with distance limit. The developed application program can be a valuable reference for power engineers in planning power system in underground tunnel to determine the suitable types and the spaces required for the tunnel. To verify the practicability of the application program, several real planning cases of Taipower Company are thoroughly examined. Results obtained from the case studies show that the proposed program can provide correct analysis results and effectively assist the power engineers in designing underground power systems in tunnel.

    中文摘要 i Abstract ii 誌 謝 iii 目 錄 iv 符號索引 vii 表目錄 xv 圖目錄 xvii 第一章 緒論 1 1.1 研究動機與背景 1 1.2 研究目的與方法 5 1.3 章節概要 7 第二章 超高壓地下電纜於洞道工程說明 9 2.1 前言 9 2.2 超高壓地下電纜分類與規範說明 17 2.3 超高壓地下電纜供電回路與送電容量需求 23 2.4 161KV及345KV XLPE 電纜參數計算與說明 23 2.4.1 161kV及345kV XLPE電纜導體於最高溫度時之交流電阻 24 2.4.2 161kV及345kV XLPE電纜被套損失 25 2.4.3 161kV及345kV XLPE電纜熱阻抗計算 26 2.4.4 161kV及345kV XLPE電纜容許電流量與電纜綜合損失計算 28 2.4.5 161kV及345kV XLPE電纜最大供電容量計算 30 2.4.6 超高壓地下電纜於洞道內容許溫度及周溫條件 31 第三章 通風與冷卻系統設計 33 3.1 前言 33 3.2 冷卻系統分類比較與說明 33 3.3 通風系統 37 3.3.1 通風需求量計算與設置標準 38 3.3.2 電纜於洞道中溫度分佈與周溫限制 40 3.3.3 風機選用與噪音標準及防治 42 3.4 洞道間接冰水管冷卻系統 43 3.4.1 洞道內電纜發熱量與冷卻系統熱量轉移模式 44 3.4.2 間接水冷卻系統管路計算與溫度分佈計算 48 3.4.3 冷卻噸數計算與機種選用 49 3.4.4 儲冰系統與節能策略考慮 51 第四章 超高壓地下電纜遮蔽系統與接地設計 54 4.1 前言 54 4.2 電纜遮蔽層接地系統分類與感應電壓限制條件 54 4.2.1 電纜遮蔽層及終端匣接地方式與線路系統設計 55 4.2.2 電纜遮蔽層感應電壓計算 57 4.2.3 接續匣距離限制與電纜長尺化檢討 62 4.2.4 接地電阻計算與接地配置方式 66 第五章 應用程式開發與執行 68 5.1 前言 68 5.2 送電容量程式 70 5.3 通風冷卻程式分析及洞道溫度計算 73 5.4 冰水管冷卻系統需求與電纜洞道溫度計算 76 5.4 感應電壓程式及洞道內電壓模擬 77 第六章 實例分析及計算結果 79 6.1 前言 79 6.2 實例分析一:中壢-五權青埔及中壢-松樹案 79 6.3 實例分析二:竹工E/S出口161KV電纜線路 83 6.4 實例分析三:鎮北-中島161KV電纜線路 90 6.5 實例分析四:高港-五甲-高雄案 92 6.6 實例分析五:松湖-大安-古亭案 103 6.7 各案計算結果比較 116 第七章 結論及未來展望 122 7.1 結論 122 7.2 未來研究方向 123 參考文獻 124

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