電(diàn)壓驟降

◎簡 介

　　電(diàn)力品質(power quality)問(wèn)題所描述的(de)內(nèi)涵，對(duì)電(diàn)力系統而言是(shì)指供電(diàn)系統提供用(yγòng)戶不(bù)受幹擾的(de)标準電(diàn)源的(de)能(néng)力，主要(yào)是(shì)討(tǎo)論責任分(fēn)界點的(de)電(diàn)壓品質™問(wèn)題；而對(duì)用(yòng)戶而言是(shì)指負載運轉時(shí)不(bù)會(huì)幹擾或降低(dī)供電(diàn)電(diàn)源效率的(de)能(né♦ng)力，所關心的(de)是(shì)負載用(yòng)電(diàn)電(diàn)流的(de)波形品質問(wèn)題。典型的(de)電(diàn)力品↑質問(wèn)題包括由鄰近(jìn)饋線或總線事(shì)故所引起而持續幾個(gè)周波至幾秒(miǎo)的(de)短(duǎn)時(shí)間(jiān)電(diàn)壓β驟降(voltage sag or voltage dip)，或是(shì)由電(diàn)容器(qì)切換及雷擊等所導緻的(de)瞬時(shí)(transient)現(xiàn)象，其持續時(shí)間(jiān)在一(yī)個(gè)周以下(xià)；而電(diàn)力諧波(harmonic)與電(diàn)壓閃爍(flicker)則是(shì)屬于負載端在穩态狀态下(xià)的(de)電(diàn)力品質問(wèn)題[1]。

　　電(diàn)壓驟降是(shì)指電(diàn)壓有(yǒu)效值下(xià)降至标稱值(nominal value)的(de)10%至90%之間(jiān)，且持續0.5周波至數(shù)秒(miǎo)，現(xiàn)今的(de)精密♣制(zhì)程設備、微(wēi)電(diàn)腦(nǎo)信息設備，變頻(pín)器(qì)等用(yòng)電(diàn)♣負載對(duì)電(diàn)壓驟降均非常敏感，持續16ms的(de)85%至90%電(diàn)壓即可(kě)能(néng)導緻工(gō∑ng)業(yè)制(zhì)程設備跳(tiào)機(jī)。電(diàn)壓驟降與斷電(diàn)(interruption)之•差别在于斷電(diàn)時(shí)負載與供電(diàn)系統完全切離(lí)，與供電(diàn)系統的(de)可(kě)靠度(reliabilit∑y)有(yǒu)關，而電(diàn)壓驟降發生(shēng)時(shí)負載仍與電(diàn)源連接，對(duì)工(gōng)業(yè±)用(yòng)戶而言，若兩者均會(huì)造成設備當機(jī)，則所産生(shēng)的(de)結果是(shì)相(xiàng)同的(de)，但(dàn)是(shì)電(diàn®)壓驟降發生(shēng)的(de)機(jī)率遠(yuǎn)高(gāo)于斷電(diàn)會(huì)發生(shēng)的(de)機(jī)率。電(diàn)壓驟降↕主要(yào)是(shì)由于電(diàn)力系統輸電(diàn)線遭受雷擊或發生(shēng)事(shì)故後，保 護電(diàn)驿檢出故障及斷路(lù)器(qì)動作(zuò)清除故障前之短(duǎn)暫時(shí)間(jiān)，在鄰近(jìn)之‍用(yòng)戶所産生(shēng)的(de)電(diàn)壓降低(dī)現(xiàn)象，故障可(kě)能(néng)發生(αshēng)的(de)原因如(rú)接地(dì)故障、設備絕緣失效、動物(wù)或外(wài)物(wù)、狂風(fēng)引起的(de)線路(lù)故障等等；在電(diàn)力系統中不(b§ù)可(kě)能(néng)完全掌握且避免故障的(de)發生(shēng)，但(dàn)是(shì)可(kě)藉由系統網絡的(de)修正或加裝改善設備而減☆少(shǎo)故障發生(shēng)的(de)次數(shù)。在電(diàn)業(yè)自(zì)由化(huà)之後，若供電(diàn)者能(néng)提供較₽佳的(de)電(diàn)壓品質，相(xiàng)對(duì)的(de)較具備競争優勢，但(dàn)是(shì)責任問(wèn)題相(xiàng)形之下(xià)變得(de)複雜(zá)許多(duō♣)，例如(rú)由顧客廠(chǎng)內(nèi)發生(shēng)的(de)短(duǎn)路(lù)事(sh ì)故所引起的(de)電(diàn)壓驟降或區(qū)域內(nèi)重電(diàn)負載起動所造成的(de)電(diàn)壓降等所産生(shēng)的(de)改善成本問(w★èn)題。

　　新竹科(kē)學園區(qū)內(nèi)之高(gāo)科(kē)技(jì)産業(yè)電(diàn)力用(yòng)戶，其生(shēng)産流程采用(yòng)甚多(duō)★對(duì)電(diàn)力供應品質敏感性高(gāo)的(de)微(wēi)電(diàn)腦(nǎo)自(zì)動控制(zhì)設備及電(diàn)力電(diàn)子(zǐ)控制(zh←ì)式的(de)廠(chǎng)務設備，并采行(xíng)連續生(shēng)産方式，更由于其每度電(diàn)力的(de)産值高(gāo)居各行(xíng)業(yè)之冠，制(zhì)程一(yī¥)旦中斷将蒙受極大(dà)的(de)損失，因此對(duì)電(diàn)力供應之可(kě)靠度與電(diàn)源品質有(yǒu)較嚴格的(de)要(yào )求[2-3]，在SEMI F47-0200（Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI✘）中規定半導體(tǐ)制(zhì)程設備對(duì)電(diàn)壓驟降的(de)耐受時(shí)間(jiān)在電(diàn)壓為(wèi)50%标稱值時(shí)為(wèi)0.05秒(miǎo)至0.2秒(miǎo)、0.2秒(miǎo)至0.5秒(miǎo)間(jiān)的(de)容許電(diàn)壓為(wèi)标稱值之70%、0.5秒(miǎo)至1.0秒(miǎo)之容許電(diàn)壓為(wèi)80%标稱電(diàn)壓值[4]。表1中列出83至87年(nián)間(jiān)園區(qū)附近(jìn)台電(diàn)系統發生(shēng)電(diàn)壓驟降與停電(diàn)次數(shù)之ε統計(jì)值[3]，表2中列出83年(nián)至87年(nián)間(jiān)台電(diàn)供電(diàn)系統發生(shēng)電(diàn)壓驟降之最大(dà)降幅與其持續時(shí)間(jiān)[3]，近(jìn)幾次供電(diàn)事(shì)故之原因則列于表3中，由上(shàng)述數(shù)據可(kě)知(zhī)電(diàn)壓驟降與斷電(diàn)的(de)發生(shēng)皆無法完全避免，且大(dà)部份是(shì)σ由自(zì)然環境因素引起，因此有(yǒu)必要(yào)加強整體(tǐ)供電(diàn)環境的(de)可(kě)靠度與加裝改善設備維持電(di§àn)源品質的(de)穩定性，目前電(diàn)力系統面之解決方案包括特高(gāo)壓地(dì)下(xià)環路(lù)工(gōng)程、供電(diàn)方式由一(yī)進一(yī)出改為(wèi)≠二進二出、增加區(qū)域發電(diàn)量形成較獨立的(de)供電(diàn)系統等，用(yòng)戶面的(de)因應對(duì)策将β在本文(wén)最後一(yī)節作(zuò)概念性的(de)介紹。

　　本文(wén)之第二節将先說(shuō)明(míng)電(diàn)壓驟降之定義及如(rú)何表示其特性，♣第三節則說(shuō)明(míng)由ITIC（Information Technology Industry Council）所發表有(yǒu)關120伏特60 Hz之信息設備（Information Technology Equipment, ITE）所能(néng)承受之電(diàn)壓驟降耐受能(néng)力ITI（CBEMA）曲線，此曲線已被公認為(wèi)規範電(diàn)力設備電(diàn)壓驟降耐受能(néng)力及評估系統電(diàn)壓驟降的(de)起點，在第←四節中将介紹客戶端的(de)電(diàn)壓驟降防制(zhì)對(duì)策，包括不(bù)斷電(diàn )系統（UPS）、動态電(diàn)壓恢複設備（Dynamic Voltage Restorer, DVR），靜(jìng)态電(diàn)壓調整變壓器(qì)（Static Voltage Regulator, SVR）、靜(jìng)态轉供開(kāi)關（Static Transfer Switch, STS）及動态式柴油引擎不(bù)斷電(diàn)系統（Diesel UPS）等設備。

表183至87年(nián)間(jiān)園區(qū)二期69kV電(diàn)源輸入端異常事(shì)件(jiàn)統計(jì)[3]

表286年(nián)至87年(nián)間(jiān)台電(diàn)供電(diàn)瞬間(jiān)壓降記錄(86.1.1-87.7.23)[3]

表3 近(jìn)幾次園區(qū)供電(diàn)事(shì)故整理(lǐ)

◎電(diàn)壓驟降概論

　　根據IEEE Std. 1159-1995中的(de)定義，電(diàn)壓驟降意指電(diàn)壓大(dà)小(xiǎo)為(wèi)10%至90%标稱值且持續時(shí)間(jiān)為(wèi)半周波至1分(fēn)鐘(zhōng)的(de)下(xià)降後電(diàn)壓，其建議(yì)使用(yòng)a voltage sag to 20% of the nominal value的(de)概念，指的(de)是(shì)下(xià)降後的(de)電(diàn)壓大(dà)小(xi✘ǎo)；而IEC标準1000-2-1-1990則定義電(diàn)壓驟降為(wèi)電(diàn)壓降幅，意即标稱電(diàn)壓與下(xià)降後電(diàn)壓的(de)差值，其持續時(shí)間(jiān)為(wèi)半周波至∞數(shù)秒(miǎo)間(jiān)，圖1中繪出這(zhè)兩種定義的(de)差别，若依據IEEE的(de)定義，則描述為(wèi)V2的(de)驟降，以标稱值Vn的(de)百分(fēn)比表示之，而IEC的(de)定義則為(wèi)DV的(de)驟降，也(yě)是(shì)以Vn的(de)百分(fēn)比表示[5]，另外(wài)也(yě)有(yǒu)V2是(shì)voltage sag而DV為(wèi)voltage dip的(de)說(shuō)法。

圖1 電(diàn)壓驟降之定義

　　電(diàn)壓驟降一(yī)般是(shì)由供電(diàn)系統或用(yòng)戶廠(chǎng)內(nèi)發生(shēng)輸配線路(lù)事(shì)故，故障↑電(diàn)流流向故障點導緻鄰近(jìn)受電(diàn)點電(diàn)壓下(xià)降，馬達啓動亦會(huì)造成電(diàn)壓下(xià)降，但(dàn)是(shì↕)并不(bù)在本文(wén)的(de)討(tǎo)論範圍內(nèi)，電(diàn)壓降會(huì)發生(shēng↕)在短(duǎn)路(lù)電(diàn)流流經之處，直到(dào)故障清除後才會(huì)恢複正常的(de)電(diàn)壓值，故障點可(kě)能(néng)距離(lí)用(↕yòng)電(diàn)設備幾公裡(lǐ)遠(yuǎn)，越接近(jìn)故障點者所受到(dào)的(de)影(yǐng)響越大(dà)。圖2解釋在幅射狀配電(diàn)線路(lù)上(shàng)之三相(xiàng)接地(dì)故障如(rú)何在系統鄰近(jìn)部份引起電(diàn)壓驟降[6]，假設在A點發生(shēng)三相(xiàng)短(duǎn)路(lù)故障，圖中繪出F1、F2及F3三條饋線的(de)電(diàn)壓變化(huà)，圖中實線是(shì)在F1及F3或用(yòng)戶C點的(de)電(diàn)壓變化(huà)，虛線則是(shì)饋線F2上(shàng)靠近(jìn)故障點A的(de)B點總線電(diàn)壓變化(huà)情形，其中F2使用(yòng)reclosing relay，故障發生(shēng)時(shí)，F1、B點及F3均發生(shēng)電(diàn)壓下(xià)降，當F2開(kāi)啓隔離(lí)故障後，B點完全斷電(diàn)，F1及F3恢複正常供電(diàn)，若饋線F1及F3上(shàng)電(diàn)壓降幅或持續時(shí)間(jiān)大(dà)于用(yòng)戶設備的(de)電(diàn)壓驟降γ耐受能(néng)力時(shí)，則會(huì)發生(shēng)跳(tiào)機(jī)情形。

若不(bù)考慮電(diàn)阻，圖中B點在故障發生(shēng)時(shí)的(de)電(diàn)壓可(kě)以利用(yòng)下(xià)式估算↑(suàn)：

(1)

而在F1及F3饋線之電(diàn)壓可(kě)以表示如(rú)(2)式所示

(2)

其中XTR是(shì)變壓器(qì)阻抗，XS是(shì)系統等效阻抗。

　　電(diàn)壓降幅的(de)大(dà)小(xiǎo)與線路(lù)阻抗、接地(dì)阻抗、故障前電♣(diàn)壓與變壓器(qì)接線方式有(yǒu)關，距離(lí)故障點越近(jìn)則電(diàn)壓降幅越大(dà)φ（X1減小(xiǎo)），而變壓器(qì)接線方式則會(huì)改變故障型态，若設定B總線用(yòng)戶之設備最低(dī)可(kě)運轉電(diàn)壓為(wèi)Vcrit，亦即VB必需大(dà)于Vcrit設備才能(néng)維持正常運轉，則臨界故障距離(lí)為(wèi)

(3)

　　其中xl是(shì)線路(lù)單位電(diàn)抗，當故障點與B總線的(de)距離(lí)小(xiǎo)于s時(shí)，則連接于B點之設備會(huì)因VB<Vcrit而發生(shēng)當機(jī)現(xiàn)象。電(diàn)壓驟降持續時(shí)間(jiān)則與過電(diàn)流保護裝置的(de)動作(zuò)時(shí)間(jiān)有(y§ǒu)關，一(yī)般在分(fēn)析電(diàn)壓降幅時(shí)可(kě)以采用(yòng)短(duǎn)路(lù)電(diàn)流計(jì)算(suàn)軟件(ji<àn)包，如(rú)PTI的(de)PSS/E、GE的(de)PSLF等，輸入全系統設備的(de)電(diàn)阻與零序、正序及負序阻抗及變壓器(qì)接線方式等數(shù)據，選擇各種不(bù)同的(de)接地(dì)故障方式（單相(xi×àng)接地(dì)、線對(duì)線及三相(xiàng)接地(dì)故障等）及故障點，設定其接地(dì)阻抗後進行(xíng∞)計(jì)算(suàn)分(fēn)析，即可(kě)以獲得(de)設備供電(diàn)點在事(shì)故發生(shēng)λ時(shí)的(de)電(diàn)壓降幅，若要(yào)預估電(diàn)壓驟降可(kě)能(néng)持續的(de)時(shí)間(jiān)，則需進行(xí↑ng)全系統之瞬時(shí)仿真，仿真中要(yào)包含所有(yǒu)的(de)保護裝置并設定其清除時(shí)間(j™iān)。變壓器(qì)接線方式對(duì)電(diàn)壓驟降的(de)影(yǐng)響可(kě)以參考文(wén)獻[7,8]。

圖2 故障發生(shēng)後電(diàn)壓之變化(huà)

　　除了(le)電(diàn)壓降幅與持續時(shí)間(jiān)外(wài)，電(diàn)壓驟降φ之特性描述尚需考慮事(shì)故發生(shēng)時(shí)所産生(shēng)的(de)相(xiàng)位移現(xiàn)象[9]，考慮圖2中之系統，在A點發生(shēng)三相(xiàng)故障時(shí)，總線上(shàng)的(de)電(diàn)壓相(xiàng)角為(wèi)

　　一(yī)般而言由于系統的(de)X/R比值會(huì)大(dà)于線路(lù)的(de)X/R比值，因此Df通(tōng)常小(xiǎo)于零。圖3說(shuō)明(míng)電(diàn)壓驟降之相(xiàng)位移會(huì)造成的(de)影(yǐng)響，圖3(a)及圖3(c)之波形均包含3個(gè)周波的(de)50%标稱值電(diàn)壓驟降，兩者之有(yǒu)效值相(xiàng)同，圖3(a)中電(diàn)壓驟降發生(shēng)時(shí)沒有(yǒu)産生(shēng)相(xiàng)位移，而圖3(c)之電(diàn)壓驟降則伴随著(zhe)-60o的(de)相(xiàng)位移，若在驟降發生(shēng)時(shí)于供電(diàn)端與負載端之間(jiān)加入如(rú)圖3(b)所示之50%的(de)串聯電(diàn)壓，可(kě)以使圖3(a)之負載端電(diàn)壓恢複至标稱值，但(dàn)若要(yào)使圖3(c)之電(diàn)壓驟降恢複至标稱值，則所需要(yào)的(de)串聯電(diàn)壓不(bù)是(shì)50%，而是(shì)如(rú)圖3(d)所繪出的(de)大(dà)小(xiǎo)為(wèi)86%，相(xiàng)位為(wèi)30o的(de)電(diàn)壓波形。

圖3 50%電(diàn)壓驟降之波形與其補償電(diàn)壓

　　[由上(shàng)至下(xià)：(a)無相(xiàng)位移，(b)無相(xiàng)位移時(shí)之補償電(diàn)壓，(c)含-60o相(xiàng)位移，(d) 含相(xiàng)位移時(shí)之補償電(diàn)壓]

◎ITI (CBEMA) 曲線

　　目前有(yǒu)明(míng)文(wén)規定電(diàn)氣設備對(duì)電(diàn)壓驟降之↑耐受能(néng)力者為(wèi)ITIC（Information Technology Industry Council）在2000年(nián)修正的(de)ITI (CBEMA)曲線[10]，CBEMA曲線為(wèi)ITI曲線之前身(shēn)，IEEE Std. 446在1987年(nián)時(shí)将CBEMA曲線納入規範。ITI曲線規定ITE（Information Technology Equipment）所需具備的(de)受電(diàn)電(diàn)壓幹擾耐受能(néng)力（不(bù)包含斷電(diàn)），其應用(yòng)的(de)範圍是(shì)單相(xiàng)120 V、60 Hz有(yǒu)關數(shù)據處理(lǐ)技(jì)術(shù)的(de)設備；SEMI F47亦引用(yòng)ITI曲線中0.05秒(miǎo)至1.0秒(miǎo)之時(shí)間(jiān)範圍內(nèi)的(de)電(diàn)壓降幅規定，作(zuò)為(wèi)半導體(tǐ)制(zhì)程設備有(yǒ≥u)關電(diàn)壓驟降耐受能(néng)力的(de)規範，但(dàn)其中并未規定電(diàn)壓等級，設備供電(diàn)電(diàn)壓是(shì)指線對(‍duì)線電(diàn)壓或是(shì)線對(duì)地(dì)電(diàn)壓。

圖4中繪出2000年(nián)修訂後的(de)ITI曲線[10]，曲線的(de)橫軸是(shì)電(diàn)壓幹擾（電(diàn)壓降或電(diàn)壓升）持續時(shí)間(jiān)，縱軸則是(shì)百分(fēn)比電(diàn)壓π值（基底可(kě)以為(wèi)标稱電(diàn)壓有(yǒu)效值或等效峰值，依討(tǎo)論之區(qū)間(jiān)而定），上(shàng)方的(de)曲線代表設備對(duì)電(diàn)β壓升的(de)耐受力，下(xià)方曲線表示設備對(duì)電(diàn)壓降之耐受力，兩曲線中間(j>iān)的(de)區(qū)域則表示設備能(néng)夠正常運轉的(de)範圍。

　　為(wèi)解決上(shàng)述內(nèi)外(wài)界之幹擾，應從(cóng)電(diàn)路(lù)設計(jì)、機(jī)械結構設計(jì)、包裝設計(₹jì)及功能(néng)與人(rén)機(jī)接口之設計(jì)等設計(jì)面去(qù)處理(lǐ)。環境影(yǐng)響因素的(de)設計(jì)驗證在這(zhè)方面£更顯得(de)重要(yào)。台達電(diàn)子(zǐ)通(tōng)訊電(diàn)源事(shì)業↔(yè)部投資在這(zhè)方面之儀器(qì)設備可(kě)說(shuō)不(bù)遺餘力，如(rú)可(kě)程序交流電(diàn)源系統仿真各種市(shì)電(diàn)之變•化(huà)、三相(xiàng)雷擊測試、絕緣耐壓測試、靜(jìng)電(diàn)放(fàng)電(diàn)（ESD）試驗、電(diàn)性快(kuài)速脈沖試驗（EFT）、溫濕度環境試驗。台達三相(xiàng)T-∞系列UPS通(tōng)過商檢局商品電(diàn)磁相(xiàng)等性測試，此标準在電(diàn)磁傳導與輻射方面與歐洲共同市(shì)場(chǎng)（CE）之标準相(xiàσng)同，而雷擊試驗更符合IEEE C62.41之規定。

圖4 ITI（CBEMA）曲線[10]

根據不(bù)同的(de)電(diàn)壓幹擾程度與持續時(shí)間(jiān)，ITI曲線可(kě)以分(fēn)成下(xià)列幾個(gè)區(qū)間(jiān)討(tǎo)論：

◎客戶端之防止對(duì)策

　　改善電(diàn)壓驟降可(kě)以分(fēn)别從(cóng)供電(diàn)系統、設備本身(shēn)及用(yòng)戶本身(shēn)系統著(zhe↕)手，短(duǎn)期而言，由用(yòng)戶本身(shēn)系統進行(xíng)預防與改善最具效率，但(dàn)長(cháng)↑期而言還(hái)是(shì)應從(cóng)設備本身(shēn)之耐受力徹底解決，而系統面之改善由于牽連廣範，需作(zuò)整體(tǐ)的(de)評估與策略考量才能(néng)決定最有(yǒu)效§且最經濟的(de)改善方式，本節中将針對(duì)下(xià)列客戶端的(de)電(diàn)壓驟降改善設備作(z₽uò)一(yī)概念性的(de)介紹：

(1) 電(diàn)池儲能(néng)式不(bù)斷電(diàn)系統（UPS）
(2) 并聯式儲能(néng)系統
(3) 靜(jìng)态轉供開(kāi)關（Static Transfer Switch, STS）
(4) 動态電(diàn)壓恢複設備（Dynamic Voltage Restorer, DVR）
(5) 靜(jìng)态電(diàn)壓調整變壓器(qì)（Static Voltage Regulator, SVR）
(6) 動态式柴油引擎不(bù)斷電(diàn)系統（Diesel UPS）

◎電(diàn)池儲能(néng)式不(bù)斷電(diàn)系統（UPS）

　　圖5為(wèi)一(yī)常見(jiàn)的(de)不(bù)斷電(diàn)系統，UPS串聯于供電(diàn)端與負載間(jiān)，經由整流與變流器(qì)（inverter）轉換提供标準的(de)電(diàn)源予負載，因此負載不(bù)會(huì)感受到(dào)供電(diàn)端的(de)電(diàn)源異常現(xiàn)象，整流↔後的(de)直流電(diàn)源同時(shí)也(yě)對(duì)電(diàn)池組充電(diàn)維持在待命狀态，而當供電(©diàn)電(diàn)源異常時(shí)，換流器(qì)的(de)直流電(diàn)壓立即轉由電(diàn)池₩供應，一(yī)般而言UPS可(kě)提供約15分(fēn)鐘(zhōng)的(de)備用(yòng)電(diàn)力，視(shì)其裝置容量而定，一(yī)般UPS用(yòng)于低(dī)壓系統，容量可(kě)由50VA至1MVA左右，使用(yòng)上(shàng)需考量整流及換流過程的(de)效率以及電(diàn)池組的(d≤e)維護及UPS所占用(yòng)的(de)空(kōng)間(jiān)。若發生(shēng)停電(diàn)事(shì)故，UPS也(yě)可(kě)以作(zuò)為(wèi)自(zì)備發電(diàn)機(jī)起動前的(de)供應電(diàn)源。

圖5 UPS架構圖

◎并聯式儲能(néng)系統

　　圖6為(wèi)并聯式儲能(néng)系統之示意圖，其包含一(yī)快(kuài)速隔離(lí)開(kāi)關（↑isolation switch），一(yī)組用(yòng)于将儲能(néng)系統直流電(diàn)壓轉換為(wèi)交流電(diàn)壓之變流器(qαì)及一(yī)組儲能(néng)系統，此儲能(néng)系統可(kě)能(néng)是(shì)電(diàn)容器(qì)、電(diàn)池組、超∏導磁線圈（superconducting magnetic coil）或轉動慣量（rotating inertia）。快(kuài)速隔離(lí)開(kāi)關以閘流體(tǐ)或是(shì)GTO構成，其反應時(shí)間(jiān)小(xiǎo)于4ms以便在供電(diàn)端發生(shēng)異常時(shí)能(néng)迅速隔離(lí)異常電(diàn)源。

圖6 并聯式儲能(néng)系統

◎靜(jìng)态轉供開(kāi)關（Static Transfer Switch, STS）

　　當用(yòng)戶由兩組獨立的(de)饋線供電(diàn)時(shí)，可(kě)以利用(yòng)STS在一(yī)組電(diàn)源異常時(shí)作(zuò)隔離(lí)及轉供的(de)動作(zuò)，圖7為(wèi)STS之單線圖[11]。

圖7 STS單線圖

◎動态電(diàn)壓恢複設備（Dynamic Voltage Restorer, DVR）

表4 DySC與UPS之比較[15]

圖8 DVR原理(lǐ)說(shuō)明(míng)

圖9 DVR單線圖（Simens Power Transmission & Distribution, Inc.）

◎靜(jìng)态電(diàn)壓調整變壓器(qì)（Static Voltage Regulator, SVR）

　　SVR能(néng)在1/4周波內(nèi)快(kuài)速地(dì)選擇适當的(de)變壓器(qì)分(fēn)接頭，使變壓器(qì)輸出電(diàn)壓穩定在負載可"(kě)以接受的(de)範圍內(nèi)[16]，圖10為(wèi)SVR之單線圖，在供電(diàn)正常時(shí)，Crowbar SCR閉合而Tap SCR switches開(kāi)啓，當供電(diàn)電(diàn)源發生(shēng)驟降時(shí)，控制(zhì)器(qì)依據電(diàn)壓降幅選擇适當的(de)Tap SCR switch使之閉合，同時(shí)開(kāi)啓Crowbar SCR。

圖10 SVR單線圖

◎動态式柴油引擎不(bù)斷電(diàn)系統（Diesel UPS）

圖11是(shì)動态式柴油引擎不(bù)斷電(diàn)系統的(de)架構圖，其主體(tǐ)包含：
1.柴油引擎
2.飛(fēi)輪離(lí)合器(qì)（free flywheel clutch）
3.感應式耦合系統（induction coupling）
4.發電(diàn)機(jī)及耦合線圈（choke?/font>

在正常供電(diàn)時(shí)，發電(diàn)機(jī)之作(zuò)用(yòng)如(rú)同馬達，帶動感應式耦合系統儲存動能(néng)，而在供電(diàn) 系統異常時(shí)，則由柴油機(jī)帶動發電(diàn)機(jī)供電(diàn)；感應式耦合系統包含兩個(gè)旋轉部份，內(nèi)轉子(zǐ)與外•(wài)轉子(zǐ)，外(wài)轉子(zǐ)一(yī)端連接至發電(diàn)機(jī)另一(yī)端經由飛(fēi)輪離(lí)合器(÷qì)連接至柴油引擎，內(nèi)轉子(zǐ)于外(wài)轉子(zǐ)內(nèi)自(zì)由旋轉，外(wài)轉子(zǐ)包含兩組÷繞組，一(yī)組2極3相(xiàng)交流繞組用(yòng)以加速內(nèi)轉子(zǐ)，另一(yī)組直流繞組則用(yòng)于使內(nèi)轉子(zǐ)減速，正常運轉時(shí)離(lí)合器(qì)呈現(x≥iàn)分(fēn)離(lí)狀态，外(wài)轉子(zǐ)由發電(diàn)機(jī)帶動，交流繞組激磁帶動內(nèi)轉子(zǐ)，內(nèi)轉子(zǐ)≤之轉速為(wèi)外(wài)轉子(zǐ)之3倍，亦即內(nèi)轉子(zǐ)儲存了(le)可(kě)立即再提取的(de)能(néng)量；當供電(diàn)↕系統斷電(diàn)或異常時(shí)，輸入端的(de)斷路(lù)器(qì)開(kāi)啓，同時(shí)外(wài)轉子(zǐ)之直流線圈激磁使內(nèi)轉子(zǐ)減速并轉換∞其動能(néng)至外(wài)轉子(zǐ)，藉由控制(zhì)直流激磁的(de)強弱可(kě)以使發電(diàn)機(jī)之輸出頻(pín)率∏穩定，在內(nèi)轉子(zǐ)減速期間(jiān)的(de)同時(shí)，2秒(miǎo)內(nèi)起動柴油引擎至發電(diàn)機(jī)轉速，達相(xiàng)同轉速後離(lí)≤合器(qì)即閉合由柴油引擎取代內(nèi)轉子(zǐ)帶動發電(diàn)機(jī)供電(diàn)。

圖11 動态式柴油引擎不(bù)斷電(diàn)系統的(de)架構圖
（HITEC Power Protection）

◎討(tǎo)論與結論

電(diàn)壓驟降對(duì)産業(yè)用(yòng)電(diàn)品質影(yǐng)響極大(dà)，對(duì)連續制(zhì)程之工(gōng)廠(chǎng)而言，供電(diàn)品質不(✔bù)良會(huì)産生(shēng)當機(jī)、複機(jī)、直接産能(néng)損失及複機(jī)産能(néng)損失等成本，因此有(yǒu)必要(✔yào)著(zhe)手改善電(diàn)壓驟降問(wèn)題以穩定電(diàn)源品質，在本文(wén)中介紹電(diàn)壓驟降之定義與特性、相(xiàβng)關标準及既有(yǒu)的(de)改善設備，在選擇相(xiàng)對(duì)的(de)改善對(duì)策前必需深入了(le)解各種改善設備的(de)特性，例如(rú)電(∑diàn)壓适用(yòng)範圍、容量大(dà)小(xiǎo)及其反應時(shí)間(jiān)，而其投資成本之經濟效益則必須預估驟降事(shì)故産生(shēng↑)的(de)成本、每年(nián)可(kě)能(néng)發生(shēng)的(de)驟降次數(shù)及計(jì)算(suàn)一(yī)年±(nián)可(kě)能(néng)産生(shēng)的(de)電(diàn)壓驟降事(shì)故成本，如(rú)此可(kě)以依據設備成本而得(de)知(zhī)投資回收時(shí)間(jiā•n)；電(diàn)力品質之問(wèn)題非僅包含電(diàn)壓驟降單一(yī)問(wèn)題，在整體(tǐ)規劃時(shí)亦應同時(shí)一(yī)并考慮諸如(rú)斷電(diànε)、諧波及功率因子(zǐ)等問(wèn)題，以便在考量經濟因素下(xià)能(néng)利用(yòng)既有(yǒu)的(de)改善設備達成整☆體(tǐ)電(diàn)力品質改善的(de)目标。

◎附錄－電(diàn)壓驟降相(xiàng)關标準規範

◎參考文(wén)獻

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