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研究生: 潘喬俞
Qiao-yu Pan
論文名稱: 配電變壓器與三角形結線中性點接地變壓器數學模型推導與特性分析
Modeling and characteristic analyzing of Distribution Transformer and Neutral-grounded Delta-connected Transformer
指導教授: 陳在相
Tsai-Hsiang Chen
口試委員: 辜志承
Jyh-Cherng Gu
周至如
none
蒲冠志
none
許炎豐
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: 2008
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 91
中文關鍵詞: 配電變壓器中性點接地
外文關鍵詞: distribution transformer, neutral-grounded
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  • 本論文旨在推導配電變壓器與三角形結線中性點接地變壓器之數學模型,並探討其可行之應用層面。配電變壓器雖為配電系統的主要元件之一,但目前之商用套裝軟體確無精確之數學模型可資應用,因此,配電變壓器精確數學模型之開發實有其必要性,只有如此,配電系統之規劃、設計與運轉之最適化方屬可期。此外,傳統上三角形結線繞組之接地法不是採角接地法就是相中接地法,另一種新型之三角形結線繞組中性點接地法已被提出,具有在系統平衡狀態下,三相線對地電壓為平衡之優勢,為一極具潛力的接地方式,故開發其精確數學模型亦有其必要,以用資充分瞭解其在系統中之特性與響應。本研究除推導上述變壓器之數學模型外,並利用商用套裝軟體Matlab/Simulink建構其等效電路模型之功能模組,並將之加入配電網路模型中以驗證其正確性。最後,在完成前述變壓器數學模型之推導與驗證後,再加以應用,探討其可行之應用層面,以利後續之推廣與應用。


    The major purpose of this thesis is to derive steady-state mathematical models for a distribution transformer and delta-connection transformer with neutral grounded, and find out possible engineering applications of the neutral-grounded delta-connection transformer. Although distribution transformer is a basic element of distribution system, no existing commercial software package provides its accurate mathematical model for even a fundamental steady-state analysis until now. Hence, it is necessary to develop its equivalent model for application. Based on the accurate steady-state model, the optimal planning, design and operation of a distribution system can then be achieved. On the other hand, corner-grounded and mid-phase grounded are two existing methods for grounding a delta-connected winding, but a preferable method, called “neutral grounded method” was proposed recently. The neutral grounded method keeping three phase to ground voltages balanced while the system is balanced will be a application potential grounding method for three phase three wire services in the near further. For finding out the characteristic and system response of delta-connection transformer with neutral grounded in a practical distribution system, developing its suitable equivalent model is required. Furthermore, a function block of this equivalent circuit model was constructed by Matlab/Simulink for verifing its correctness while integrated in a full-scale distribution network model. Finally, the characteristic and possible application of this neutral-grounded delta-connection transformer was examined.

    中文摘要 I Abstract II 誌謝 III 目錄 IV 圖表索引 VI 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 研究方法與步驟 2 1.3 研究貢獻 3 1.4 論文架構 3 第二章 配電變壓器數學模型推導與特性比較 5 2.1 前言 5 2.2 配電變壓器簡介 5 2.3 配電變壓器數學模型推導與無負載分析 7 2.3.1 交錯式繞組配電變壓器 8 2.3.2 非交錯式繞組配電變壓器 12 2.4 交錯式繞組配電變壓器數學模型負載與故障分析 14 2.4.1 範例系統 14 2.4.2 負載模擬與分析 18 2.4.3 二次側線對中性線短路之分析 21 2.4.4 二次側線對線短路之分析 22 2.5 非交錯式繞組配電變壓器數學模型負載與故障分析 23 2.5.1 範例系統 23 2.5.2 負載模擬與分析 27 2.5.3 二次側線對中性線短路之分析 30 2.5.4 二次側線對線短路之分析 30 2.6 考慮鐵損之配電變壓器數學模型 31 2.6.1 考慮鐵損之配電變壓器數學模型簡介 32 2.6.2 考慮鐵損之交錯式繞組配電變壓器數學模型模擬與分析 33 I. 負載模擬與分析 33 II.二次側短路之模擬與分析 36 2.6.3 考慮鐵損之非交錯式繞組配電變壓器數學模型模擬與分析 39 I. 負載模擬與分析 39 II.二次側短路之模擬與分析 42 2.7 配電變壓器數學模型之應用 45 2.7.1 範例系統說明 46 2.7.2 電力潮流分析 47 2.7.3 短路故障電流分析 49 2.8 本章結論 53 第三章 二次側接地Δ結線變壓器等效數學模型推導與特性比較 55 3.1 前言 55 3.2 傳統二次側接地Δ結線變壓器數學模型推導 55 3.2.1 角接地法 56 3.2.2 相中接地法 58 3.3 二次側中性點接地Δ結線變壓器數學模型推導 59 3.3.1 Δ結線繞組中性點接地法簡介 59 3.3.2 Δ結線繞組中性點接地法之數學模型推導 60 3.3.3 Δ結線繞組中性點接地法數學模型驗證 66 3.4 三種二次側接地Δ結線變壓器之運轉特性分析與比較 73 3.5 本章結論 77 第四章 三相變壓器二次側Δ結線繞組三種接地法之應用比較 78 4.1 前言 78 4.2 範例系統介紹 78 4.3 電力潮流分析 78 4.4 短路故障分析 82 4.5 結論 85 第五章 結論與未來研究方向 92 5.1 結論 87 5.2 未來研究方向 88 參考文獻 89 作者簡介 91

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