諧波改善之建議與討論

利用前節現場量測所得之數據，作為討論案例之背景數值，同時 運用以蟻行演算法為基礎之求解方式，對於具諧波污染之匯流排，應 用各型式被動式濾波器之組合，將非線性負載產生之諧波電流降低，

使得流入系統之諧波電流符合管制標準，並建立濾波器安裝方案的規 劃模式，以滿足功因改善需求，且獲得較低之規劃成本；經實例規劃 的結果，可獲知各級諧波電流、總諧波電流失真及系統功因等，皆能 於考慮成本的情況下，獲得有效的改善。

（一）完整問題簡述

本節以某一國營電信公司長途及無線電信機房為測試對象，經由 現場量測所得之諧波電流波形，認為電流波形畸變嚴重，而進行諧波 改善設計，並應用本研究所提出之濾波器設計原則，提出濾波器安裝 型式、組數及各重要參數之建議。測試模擬對象總負載量為 70.3kW，

功因為0.92；另外，在電信電力系統單線圖(配電盤部分)之架構方面，

此部份是將台電供電電壓11.4kV 轉換成低壓 380/220V 以提供整流裝 置、空調、雜項用電等，其電信機房電力單線圖如圖3.22。

本案例諧波設計需求為：流入電力系統的諧波需能符合台電的諧 波暫行管制標準，而且系統功因範圍為0.94 至 0.98 之間；有關用戶責 任分界點之SCC 值問題，因當初設計藍圖年久失散，故初步洽詢台電

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技術人員得知，本機房其短路容量分析只做到餽線(Feeder)出口之開關 站，因此可取得的資料亦為變電所用戶所在餽線出口處之短路容量 值，至於換算到用戶責任分界點時可用電纜類別與長度估算；目前設 計上對於短路容量分析，台電技術人員提供一參考數據：上限值 11.4kV 供電時 250MVA，22.84kV 供電時 500MVA。在本實例中，以 11.4kV 供電，故其短路容量假設為 250MVA。本案例相關資料整理如 下：

(1) 系統短路容量：

SCC

250( MVA )

P

70.3( kW )

(3) 量測點運轉功因： PF 0.92= (4) 系統電壓：

V

= 11.4kV

(5) 系統阻抗： _{S ( pu )} ^base

( pu ) ( MVA )

1 S 1

X ( pu )

SCC SCC 250

= = =

為清楚觀察各級諧波電流相對於管制標準之狀況，本研究以IEEE Std.519 諧波管制標準為基底，列出各級諧波電流值，相距管制標準值 之百分比差距（裕餘度），若裕餘度(%)若為負數，且數字越大，表示 超出管制標準值越多，如表 3.7 所示。而在本實例中，僅第二次及第 九次諧波電流合於管制標準值，其餘各次電流均超出管制值甚多，其 中，第十七次諧波電流甚至超出管制標準值七倍以上，顯示本機房場 所諧波污染相當嚴重。

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G01 H01

Main Workshop

to TPC

1,250/5A 40/5A

11,400/110V

11.4kV BUS

1,000kVA 11.4kV/380V

380V BUS 380V

Interlock

Air Condition (A/C)

Filter Banks

48Vdc BUS H02 H03

Measurement

41 Cost (kpu) 二階阻尼型（一） 47502 0.08 N/A 0.04 6634.1

IEEE Std.519 諧波管制電流

Ha rm on ic C urre nt (% )

Harmonic Order(h)

Measurement Value Improvement Value IEEE Tolerance

圖 3.23 電信機房濾波改善後各次諧波電流長條圖

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四、結果與討論