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研究生: 黃金河
Chin-Ho Huang
論文名稱: 斷路器啟斷機制狀態評估之研究
Study on the state evaluation of the circuit breaker interrupting mechanism
指導教授: 吳瑞南
Ruay-Nan Wu
口試委員: 張宏展
Hong-Chan Chang
謝宗煌
Tsung-Huang Hsieh
張建國
Chien-Kho Chang
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: 2017
畢業學年度: 105
語文別: 中文
論文頁數: 81
中文關鍵詞: 大數據分析氣封絕緣開關狀態基準維護
外文關鍵詞: Big data, Gas Insulated Switchgear (GIS), Condition Based Maintenance (CBM)
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  • 有鑑於目前台電供電系統斷路器種類及數量繁多,且約有1/6斷路器已超過廠家建議使用年限,目前建議年限為20年,依據浴盆曲線之設備劣化趨勢可知,上述設備已處高風險運轉狀態,目前台電公司僅參考IEC62271-100國際規範,針對斷路器同步動作延遲時間進行定義,尚未建立長期追蹤評估規則,有鑑於此,急需建置斷路器狀態預防評估機制,針對斷路器異常狀態達成早期預防及處置,以確保電網運轉安全及可靠。
    本研究係運用大數據分析方法,對既有斷路器點檢紀錄資料庫20餘萬筆啟斷時間進行研究,期能透過大數據資料分類及標準化過程,進一步發現系統斷路器潛在弱點,並提供維護人員即時維護資訊,並透過不停電之安全可靠方式,延長設備生命週期。文中運用大數據分析之常態分佈及信賴區間等分析方法,獲得各電壓等級動作時間標準差,此標準差可做為斷路器健康狀態初步評估依據,達成設備劣化趨勢早期診斷目標。
    最後本文藉由R語言程式建立人機介面互動平台,可將設備弱點及劣化趨勢診斷成果,提供給現場人員進行維護規劃,並適時調整及安排設備維護點檢時間。最後本文藉由實例驗證本研究方法之可行性,可確實達成降低運轉風險及維護成本之目標。


    Based on many kinds and counts of Circuit Breaker (CB) in Taipower system and one-sixth of CBs are over utility limited of manufacture suggestion that the work is twenty years. According to Bathtub Curve, these equipment is working in high risk status. The operation time was focused on the Taipower CB maintenance that is refer to the IEC62271-100 and the CB estimate is not built in long term maintenance schedule. In order to improve operation safety and reliability, the mechanism of CB estimate has to be built in the prevention and detection of the CB operation quality early.
    The operation time of CB that is over two hundred thousand sets of maintenance record that was studied in this research using the Big-data analysis. The CB hidden weakness can be discovered by the operation trend from big-data analysis. The normal distribution and reliability area analysis were designed in this study. The time standard error for each voltage level can be used in CB healthy status estimate in initial stage and the equipment weakness trend can be obtained from the analytical result.
    Finally, the User-Interface platform can be built by using the R language. The analytical result of the equipment weakness trend can be obtained for staff maintenance planning or rescheduling. The experimental cases are verified by this method and can reach the goal of reducing operation risk and maintenance cost.

    中文摘要 I Abstract II 致謝 III 目錄 IV 圖目錄 VI 表目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1研究背景與動機 1 1.2研究目的與方法 3 1.3章節概述 7 第二章 斷路器介紹 8 2.1功能及類別介紹 8 2.1.1 油斷路器 9 2.1.2 空氣斷路器 10 2.1.3 磁吹斷路器 10 2.1.4 真空斷路器 11 2.1.5 氣體斷路器 12 2.2維護制度說明 14 2.3動作時間說明 21 2.4歷年斷路器事故統計分析 24 第三章 斷路器動作時間數據評估分析 28 3.1各級斷路器動作時間常態分佈 28 3.2信賴區間評估分析 29 第四章 規劃庫暨介面平台規劃與建置 33 4.1 R語言介紹 33 4.2數據庫說明 34 4.2.1 沿革 34 4.2.2 點檢作業流程 35 4.2.3 數據庫資料 36 4.3目標數據庫建置 37 4.4狀態評估參數定義 40 4.5平均值判斷指標 42 4.6動作趨勢判斷指標 45 第五章 實例驗證 55 5.1人機介面 55 5.1.1 斷路器跳脫時間及趨勢分析查詢 56 5.1.2 斷路器跳脫動作時間分析結果報表彙整 58 5.2實務案例 62 第六章 結論與未來研究方向 68 6.1結論 68 6.2未來研究方向 69 參考文獻 70 附錄 73 作者簡介 81

    [1]林柏君,「整合智慧型電子裝置與智慧型方法於可靠度為中心之斷路器維護研究」,博士論文,國立臺灣科技大學,中華民國103年6月。
    [2]A. Janssen, D. Makareinis and Carl-Ejnar Sölver, “International surveys on circuit-breaker reliability data for substation and system studies,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol.29, no.2, pp.808,814, April 2014.
    [3]Mitsuhito Kamei and Osamu Takai,“Influence of sensor information accuracy on condition-based maintenance strategy for GIS/GCB maintenance,” IEEE Transactions on Power Delivery, vol.26, no.2, pp.625,630, April 2011.
    [4]Evgenii L. Kokorin and Alexandra I. Khalyasmaa, “Electrical equipment condition based maintenance strategy,” Electrical and Power Engineering (EPE), 2016 International Conference and Exposition on, 20-22 Oct. 2016.
    [5]P. Wester, ” Optimization of the capital and labour factors with regard to the maintenance of HV switchgear,” Electricity Distribution (CIRED 1989 ), 10th International Conference on, 8-12 May 1989.
    [6]Kai Huang and Shuqiang Zhao,” Evaluation of residual service life of high voltage circuit breaker,” Electricity Distribution (CICED), 5th International Conference on Electricity Distribution, 10-14 Sept. 2012.
    [7]「台電供電系統簡介」,台灣電力股份有限公司,105年12月22日更新,取自http://www.taipower.com.tw/content/new_info/new_info-c21.aspx?LinkID=12。
    [8]楊浩彥,「統計學導論」,數理統計學 講義,102-103年。
    [9]Alexandra I. Khalyasmaa, Stepan A. Dmitriev, Stepan A. Dmitriev and Stepan A. Dmitriev,” Information and analytical system for power system life cycle management,” Power and Electrical Engineering of Riga Technical University (RTUCON), 2016 57th International Scientific Conference on, 13-14 Oct. 2016.
    [10]N Mabunda, P Bokoro and D Nicolae, “ Statistical analysis of operating times of high voltage SF6 circuit breakers,” Environment and Electrical Engineering (EEEIC), 2016 IEEE 16th International Conference on, 7-10 June 2016.
    [11]翁永財、陳毅哲、黃仁宗、許豐仟、黃金河、陳怡文、劉至瑄、石吉亮、蕭勝任等,「應用大數據分析提升斷路器預防維護能力」,台電工程月刊,第818期,第27-36頁,105年10月。
    [12]吳漢銘,「統計計算語言R學習手冊」,98年3月初版,取自http://www.hmwu.idv.tw/downloads/Teaching/LearningR-content.pdf。
    [13]Saurabh Saxena, Maroof Ali, Alok Singh and Kapil Gandhi, “Various types of circuit breakers used in power system for smooth working of the transmission line,” MIT International Journal of Electrical and Instrumentation Engineering, vol. 2, no. 2, pp. 106-111, Aug. 2012.
    [14]陳邦封,「SF6氣體絕緣開關使用壽命分析與延長使用壽命研究」,碩士論文,國立臺灣海洋大學電機工程系,102年6月。
    [15]E. B. Merriam, ” Oil-break circuit breakers, ” Proceedings of the American Institute of Electrical Engineers, vol. 30, issue: 2, Feb. 1911.
    [16]Hans Picard and Dirk Boender, “Risk management of ageing assets; Minimum oil breakers,” Electricity Distribution (CIRED 2013), 22nd International Conference and Exhibition on, 10-13 June 213.
    [17]朱登騰,「特高壓開關設備維護與測試介紹」,台灣電力股份有限公司供電處,取自www.taipower.com.tw/UpFile/_userfiles/file/特高壓開關設備維護.pdf。
    [18]王昭輝,「斷路器、隔離開關與電驛(上)」,台電核能月刊,99年12月29日。
    [19]「磁吹式滅弧装置」,電磁式控制電器的結構和工作原理,取自http://sharecourse.upln.cn/courses/c_806_01/theory/module_1/unit_2.html。
    [20]「供電單位變電設備維護手冊」,台灣電力股份有限公司供電處,修訂七版:105 年 5 月。
    [21]李群,參加美國電力研究院EPRI「2006變電所設備診斷」出國報告,台灣電力股份有限公司供電處,95年9月1日。
    [22]林國照,「電氣設備維護保養及定期檢測」,取自http://saturn.sipa.gov.tw/OSH/onlineDownloadFile.do?fileName=1525_201512151144_B.pdf。
    [23]Georgia-Ann Klutke, Peter C. Kiessler and M. A. Wortman, ” A critical look at the bathtub curve,” IEEE Transactions on Reliability, vol.52, no.1,pp.125-129, March 2003.
    [24]Thomas Renaudin, ” Circuit breaker testing – New Approach,” SEEEI conference, www.seeei.org/EL2013/Article/109-PRES.ppt.
    [25]「6個用於大數據分析的最好工具」,104年9月23日,取自https://wechat.kanfb.com/archives/55835。
    [26]陳鐘誠,「免費電子書:R統計軟體」,網頁修改第18版,100年1月5日,取自http://ccckmit.wikidot.com/r:basic。

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