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技術新訊

電壓不平衡測量和計算

參考資料之來源及日期:“Understanding Voltage Unbalance Measurements and Calculations”, FEB 11, 2020
網頁:https://www.ecmweb.com/power-quality-reliability/article/21122735/understanding-voltage-unbalance-measurements-and-calculations
參考資料之作者:Bryan Glenn


        理想的三相電壓是指大小相等,任兩相之間的相位相差120度,如果偏離這兩個條件,即可稱為三相電壓不平衡。用電設備運行於三相電壓不平衡狀態,亦會產生電流不平衡,進而造成溫度上升、效率下降、損耗增加及壽命減短等。參考資料作者Bryan表示,根據美國國家電氣製造商協會(NEMA)MG1-2016標準,每產生1%的電壓不平衡,就會產生6%至10%的電流不平衡。


        因此一般電力公司不論在發電、輸電或配電階段,均致力於維持三相電壓的平衡。三相電壓不平衡的原因很多,如接地故障、斷線接地或諧波等,運維人員需先分析故障造成原因,才能進一步處理。此外作者Bryan亦表示美國國家標準協會(ANSI)C84.1-2016建議電力系統不超過3%的電壓不平衡。


        計算電壓不平衡程度,最常使用與平均值之最大偏差(Maximum Deviation From Average)。首先,計算平均電壓。其次,減去平均電壓和每個相位測量值以找到最大差值。該值是與平均值的最大偏差。最後,將平均電壓和最大偏差除以計算電壓不平衡,即可得電壓不平衡率。以480 V標稱系統為例,相間電壓測量值為463 V、482 V和474 V,其相間平均電壓值為473 V。將473 V減掉463 V則可得最大偏差值為10。接著將最大偏差值與相間平均電壓值相除即可得電壓不平衡率為2.1%。另外作者也提醒於相間電壓測量時,必須關閉負載,此外如果可以務必打開主斷路器。


        為維持電力系統及設備元件運轉在安全且有效率的狀態下,國際相關組織機構對於系統不平衡的程度之法規標準規範雖有所不同,但大致以電壓不平衡率不得超過3%為一參考依據。另我國有相關不平衡互連之規定,詳如「用戶用電設備裝置規則」第122、396-58、396-71條。

(有關Bryan解釋說明電壓不平衡測量和計算詳細內容請見參考網頁)

經濟部能源局109年度「電力工程技術規範研究發展及業務推動計畫(2/2)」
台灣綜合研究院電力工程研究團隊 編輯
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