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研究生: 陳維昕
Wei-Hsin Chen
論文名稱: 以線路調度方式降低故障電流之研究
Study on the Transmission for Dispatch to Reduce the Fault Current
指導教授: 郭明哲
Ming-Tse Kuo
口試委員: 吳啟瑞
Chi-Jui Wu
辜志承
Jyh-Cherng Gu
連國龍
Kuo-Lung Lian
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: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 93
中文關鍵詞: 故障電流斷路器電力調度電力潮流電力系統模擬
外文關鍵詞: Fault Current, Circuit Breaker, Power Dispatch, Power Flow, PSS/E
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  • 故障電流分析是電力系統分析重要的一部分,當電力系統發生故障時,需藉由斷路器啟斷以隔離故障,因此斷路器的啟斷容量影響著整個系統的運轉安全。系統中若有新電源或是輸變電設備的加入,會使故障電流有增大的趨勢,此時就必須升級斷路器,或是降低故障電流,以避免故障電流超過斷路器之啟斷容量。但由於購買及安裝新斷路器所需的成本高且時間長,因此本論文提出,利用調度之方式來降低故障電流,增加現有斷路器啟斷容量之裕度。本論文以台灣電力系統為例,首先使用PSS/E模擬軟體找出系統若發生短路故障時,故障電流過高之匯流排;接著利用PSS/E的API配合Python程式進行各種調度與分析,找出可以降低故障電流之最佳調度方法;最後提出合適的調度建議。


    Fault current analysis is an important part of power system analysis. When the power contingencies occur, the needs by operating circuit breaker will isolate the fault so the breaking capacity of circuit breakers affects the operational safety of the whole power system. If the new power supplies or power transmission equipment will be added in the power system, it will increase the fault current. The circuit breakers must be upgraded or the fault current must be reduced in order to avoid the fault current exceeding the breaking capacity of circuit breakers. Because the cost to purchase and install a new circuit breaker is very high and the setup time is long, this thesis presents the methods of power dispatch to reduce the fault current and increase the margin of the existing breaker capacity of circuit breakers. This thesis uses the Taiwan power system as an example system. First, PSS/E simulation software is used to identify the buses with the high fault current when the system occurs short-circuit faults and then the API in PSS/E coordinated with the Python programming can process a variety of scheduling and analysis in order to find the best scheduling method for reducing the fault current. Finally, the suitable power dispatch can be suggested.

    摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VII 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究方法 2 1.3 論文架構 3 第二章 故障電流理論介紹 5 2.1 前言 5 2.2 故障電流來源 5 2.3 故障電流計算 7 2.4 斷路器之介紹 10 2.5 台電現行最大故障電流之計算方式 11 2.6 本章小結 14 第三章 PSS/E的基本操作步驟及內建API介紹 15 3.1 前言 15 3.2 PSS/E執行故障分析之步驟 16 3.3 PSS/E執行電力潮流之步驟 19 3.4 PSS/E內建API之常用語法介紹 24 3.4.1 BSYS 25 3.4.2 aBusInt 26 3.4.3 aBusChar 27 3.4.4 aBrnInt 28 3.4.5 aBrnChar 30 3.4.6 aBrnReal 32 3.4.7 BRANCH_DATA 34 3.4.8 ASCC_CURRENTS 35 3.4.9 FNSL 38 3.4.10 TREE 40 3.5 本章小結 40 第四章 程式說明及流程圖 41 4.1 前言 41 4.2 故障電流分析之程式 41 4.3 線路分層之程式 45 4.4 電力潮流分析之程式 51 4.5 孤島分析之程式 52 4.6 以線路調度方式降低故障電流之程式 53 4.7 本章小結 55 第五章 模擬結果與分析 57 5.1 前言 57 5.2 案例一 58 5.2.1 故障電流分析之模擬結果 58 5.2.2 以線路調度方式降低故障電流之模擬結果 59 5.2.3 模擬結果分析 59 5.3 案例二 62 5.3.1 故障電流分析之模擬結果 62 5.3.2 以線路調度方式降低故障電流之模擬結果 63 5.3.3 模擬結果分析 65 5.4 案例三 67 5.4.1 故障電流分析之模擬結果 67 5.4.2 以線路調度方式降低故障電流之模擬結果 68 5.4.3 模擬結果分析 70 5.5 本章小結 71 第六章 結論與未來展望 73 6.1 結論 73 6.2 未來展望 74 參考文獻 75 附錄A 故障電流分析之部分Python程式 79 附錄B 線路分層之部分Python程式 85 附錄C 電力潮流分析之部分Python程式 89 附錄D 孤島分析之部分Python程式 91 作者簡介 93

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    [16] Python Programming Language 官方網站:
    http://www.python.org/
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    [24] 魏豪廷,「基於光譜二分法評估電力系統分區及擬定系統安全策略」,碩士論文,國立台灣科技大學,民國九十九年七月。
    [25] PSS/E-32.0.5 IPLAN Program Manual, Siemens, October 2010.
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    [27] 陳在相、吳瑞南、張宏展,電力系統分析,東華書局股份有限公司,第195-263頁,民國九十三年。

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