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研究生: 林國安
KUO-AN LIN
論文名稱: 液化天然氣接收站汽電共生廠自動卸載及配電設計分析
Load Shedding and Distribution System Design of Co-generation System in LNG Facilities
指導教授: 吳啟瑞
Chi-Jui Wu
口試委員: 辜志承
Jyh-Cherng Gu
陳昭榮
none
黃培華
none
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: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 67
中文關鍵詞: 液化天然氣故障電流負載潮流大馬達啟動自動卸載
外文關鍵詞: Liquified Natural Gas, Fault Current, Load Flow, Large Motor Starting, Load shedding
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本論文探討液化天然氣接收站之生產製程及電力負載特性,並根據製程的電力需求及運轉特性,說明接收站的供電及配電系統設計與規劃要點。本文採用電機暫態分析程式(ETAP),來模擬分析接收站之50Hz系統配電設計,包括故障電流、負載潮流、大馬達啟動及暫態穩定度等。根據分析結果,檢討修正初步配電設計。並且提出改善方案以提升配電系統品質,目標包括有;
(1) 電力潮流計算:以三相電力潮流分析程式解出系統匯流排電壓大小、角度、負載功率、支路電流及支路功率等。
(2) 三相短路故障電流計算:計算方法以IEC 標準為主,除了計算汽電共生廠電力系統的最大故障電流,並且研究如何抑制分散式電源所提供的故障電流、以及對設備選擇之影響。
(3) 大馬達啟動壓降計算:分析大馬達啟動期間,電源匯流排電壓瞬間變化的情形。並透過降壓啟動設備的應用,模擬與改善電壓變動量在系統額定電壓之-15%到+10%間。
(4) 自動卸載策略:以低頻電驛建構卸載策略,避免電力系統總發電量與負載需求間不平衡時,系統頻率與電壓持續下降。以暫態穩定度分析模擬負載卸載的動作,讓系統頻率與電壓回復至正常運轉範園。
本論文可提供做為在配電系統規劃分散式電源時的參考依據。分散式電源的設計,對線路損失及電壓降有部份的改善效益。增加的短路電流可藉著變壓器或限流器等應用來抑制其大小,降低設備短路容量。同時完善的自動卸載規劃,可增加供電可靠度。


The purpose of this paper is to investigate the manufacture and power load characteristic in LNG Received Terminal. Also to illustrate how to design and plan the power supply and distribution system based on LNG process requirement. This paper uses Electrical Transient Analysis Program (ETAP) to simulate power system, including short circuit, power flow, motor starting, and transient stability. The simulating result is applied to review and revise the initial distribution design but also help provide improvement schemes. The desiresd goals include,
(1) Load flow: using three-phase power flow program to calculate the bus voltage magnitude, angle, branch current and power flow.
(2) Fault current: The calculation method is based on IEC standard, not only calculate the maximum fault current of proposed system, but also study how to restrict the fault current from dispersed generation.
(3) Large motor starting: To analysis the bus voltage magnitude during large motor starting. And through the application of startup devices to improve the bus voltage variation within -15% to +10%.
(4) Load shedding: Using low-frequency relay to build up load shedding scheme. In order to ensure power system operating in normal situation, this paper actually simulates load shedding program by transient stability analysis to confirm the frequency and voltage can recovery from automatic load shedding.
This paper is a good reference and example for design of dispersed generation system. It shows the benefit of less loss, voltage drop and how to restrict the fault current from dispersed generation. Satisfied load shedding program also makes sure of high reliability.

中文摘要 英文摘要 誌謝 目錄 圖表索引 第一章簡介 1.1 研究背景 1.2 研究動機與目標 1.3 文獻回顧 1.4 章節概述 第二章液化天然氣接收站系統 2.1 製造流程 2.2 工廠配置 2.3 製程系統 2.4 電力系統規劃 2.5 配電系統設計 2.5.1 電力系統單線圖 2.5.2 負載 2.5.3 配電設計 2.5.4 電源系統 第三章電力潮流計算 3.1 模擬軟體 3.2 電力潮流計算結果. 3.2.1 正常供電最大電壓降 3.2.2 正常供電最小電壓降 3.2.3 緊急系統最大電壓降 3.2.4 緊急系統最小電壓降 第四章三相短路電流計算 4.1 計算三相短路故障電流目的 4.2 計算短路故障電流模式 4.3 三相短路故障電流模擬 4.3.1 最大短路電流模擬及結果 4.3.2 發電機額定變更方案模擬及結果 4.3.3 外加隔離變壓器方案模擬及結果 4.3.4 外加限流器方案模擬及結果 4.4 改善方案結果比較 第五章感應電動機啟動電壓降分析 5.1 感應電動機啟動及運轉特性 5.2 電動機降壓啟動裝置 5.3 感應電動機啟動模擬 5.3.1 全壓啟動模擬 5.3.2 自耦變壓器啟動模擬 5.3.3 限流控制軟啟動器模擬 5.4 啟動模擬結果比較 第六章自動卸載 6.1 暫態穩定度分析之流程 6.2 發電系統單元及參數 6.2.1 發電機參數 6.2.2 激磁系統 6.2.3 調速系統 6.3 低頻卸載策略 6.3.1 最大預期過載量 6.3.2 分段卸載量設定 6.3.3 各段頻率與時間設定 6.4 暫態穩定度模擬 6.4.1 市電跳脫,發電機兩台運轉供電 6.4.2 發電機一台跳脫,市電併聯發電機一台供電 6.4.3 發電機一台及市電跳脫,發電機一台供電 6.4.4 發電機及市電跳脫,發電機一台供電後執行自動卸載 第七章結論與未來研究方向 7.1 研究結果 7.2 未來研究方向 參考文獻 作 者 簡 介

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