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研究生: 林志銘
Chih-ming Lin
論文名稱: 三相不平衡閉環路配電系統接地故障保護策略之研究
Strategy of Ground-Fault Protection in Unbalanced Closed-Loop Distribution System
指導教授: 辜志承
Jyh-Cherng Gu
口試委員: 陳在相
Tsai-Hsiang Chen
何子儀
Tze-Yee Ho
李清吟
Ching-Yin Lee
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: 69
中文關鍵詞: 接地故障三相不平衡常閉環路配電系統
外文關鍵詞: closed-loop, unbalance current
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三相四線閉環路多重接地配電系統因有較可靠之接地,可於接地故障時抑制瞬間過電壓並迅速隔離故障區域,故有較高之供電安全度,但其缺點是當系統不平衡率過大時,中性線電流可能超過接地故障電流之設定,而導致電驛誤動作。智慧型電子裝置(Intelligent Electronic Device, IED)具備有量測、保護、控制、監視、記錄及通訊等功能,可根據不同的系統需求及運轉條件進行邏輯規劃及參數設定,以有效減少系統運轉異常所造成之意外停電。本論文首先以Matlab/Simulink建構常閉環路配電系統範例,根據 IED邏輯規劃能力及反時過電流動作特性,再應用 Matlab/Simulink建立具有自動選擇預設參數群組功能之接地保護電驛,當常閉環路配電系統三相電流不平衡率過高時,系統可自動偵測不平衡電流並依預設的條件選擇運轉參數,以避免過高的中性線電流造成保護電驛之誤動作。


The three-phase four-wire multiple-ground distribution system has reliable ground. While fault is happening the system could constrain overvoltage and isolate faulted area rapidly. So the system is safer than others. However, the more unbalance current and neutral current may cause abnormal operations of protection devices. The Intelligent Electronic Device (IED) possesses numerous functions, such as metering, protection, control, monitoring, record and communication, etc. The IED can be programmed and set parameters according to different operation conditions in power system, so it can decrease effectively accidental outage cause by abnormal operation. In this thesis Matlab/Simulink is applied to study closed-loop type distribution system case. According IED logic planning ability builds the Low Energy Overcurrent Relay (LCO) with auto-selection default parameters’ groups. While three-phase current unbalance rate is too high in closed-loop distribution system, the LCO could auto detection unbalance current and select operation parameters according to different operation conditions. It is avoided relay mal-operation while distribution system comprises too high neutral current.

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 研究內容與步驟 3 1.3 研究貢獻 4 1.4 章節概述 4 第二章 智慧型電子裝置(IED) 5 2.1 IED簡介 5 2.1.1中央處理器(CPU) 5 2.1.2記憶體裝置 6 2.1.3通訊單元 7 2.1.4電源供應單元 7 2.1.5交流電力輸入元件 9 2.1.6數位輸入單元 9 2.1.7類比/數位轉換單元 9 2.1.8控制輸出單元 10 2.2 IED的工作原理與功能 10 2.2.1 IED工作原理 10 2.2.2 IED的功能 12 2.3 監控系統與IED之整合 13 2.4 SEL-351 15 第三章 三相電流不平衡系統與常閉環路 18 3.1 三相電流不平衡系統 18 3.1.1 三相電流不平衡成因 18 3.1.2 三相電流不平衡對系統之影響 24 3.1.3 三相電流不平衡之偵測與改善 25 3.2 常閉環路系統保護規劃 26 3.2.1 POTT與DCB載波電驛系統 27 3.2.2 饋線保護 31 3.2.3 匯流排保護 33 3.2.4 分歧線保護 34 3.3 常閉環路系統過電流電驛與過電流接地電驛設定 34 3.3.1 過電流電驛設定 35 3.3.2 過電流接地電驛設定 36 3.4 討論 37 第四章 使用Matlab/Simulink建構過電流接地電驛參數群組 38 4.1 過電流接地電驛 38 4.2 時間-動作電流特性曲線 39 4.3 過電流接地電驛參數設定 41 4.4 模型建構 43 第五章 模擬結果 49 5.1 系統架構 49 5.2 常閉環路系統三相不平衡模擬 52 5.3 常閉環路系統參數群組選擇模擬 57 第六章 結論與未來研究方向 64 6.1 結論 64 6.2 未來研究方向 65 參考文獻 66 作者簡介 69

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