非對稱接地故障

案例 7：故障點距離 S 端 80KM，R 端 170KM，故障類型為接地故障

圖 4-8 案例 7 之零序故障定位指標變化

25

圖 4-9 案例 7 之正序故障定位指標變化

圖 4-10 案例 7 之負序故障定位指標變化

26

案例 8：故障點距離 S 端 130KM，R 端 120KM，故障類型為接地故障

圖 4-11 案例 8 之零序故障定位指標變化

圖 4-12 案例 8 之正序故障定位指標變化

27

圖 4-13 案例 8 之負序故障定位指標變化

案例 9：故障點距離 S 端 150KM，R 端 100KM，故障類型為接地故障

圖 4-14 案例 9 之零序故障定位指標變化

28

圖 4-15 案例 9 之正序故障定位指標變化

圖 4-16 案例 9 之負序故障定位指標變化

29

30 4.3.2 非對稱線間故障

案例 10：故障點距離 S 端 80KM，R 端 170KM，故障類型為線間故障

圖 4-17 案例 10 之零序故障定位指標變化

31

圖 4-18 案例 10 之正序故障定位指標變化

圖 4-19 案例 10 之負序故障定位指標變化

32

案例 11：故障點距離 S 端 130KM，R 端 120KM，故障類型為線間故障

圖 4-20 案例 11 之零序故障定位指標變化

圖 4-21 案例 11 之正序故障定位指標變化

33

圖 4-22 案例 11 之負序故障定位指標變化

案例 12：故障點距離 S 端 150KM，R 端 100KM，故障類型為線間故障

圖 4-23 案例 12 之零序故障定位指標變化

34

圖 4-24 案例 12 之正序故障定位指標變化

圖 4-25 案例 12 之負序故障定位指標變化

35

36

4.4 判斷故障類型

由上述各案例的模擬結果可以得知，當故障類型為對稱故障時，應採用正序的 定位指標；當故障類型為非對稱故障時，應採用零序或負序的故障定位指標，方可 獲得最精準的定位能力。然而，在故障發生之初，無法立即判斷故障類型，此時可 直接觀察零序的故障定位指標，來判斷故障類型。

圖 4-26 案例 1 之零序故障定位指標變化

如上圖，案例 1 為對稱故障，其零序資料沒有意義，因此無法判斷故障定位指 標。利用這種特性，發生故障時，先觀察零序之故障定位指標，若是出現如圖 4-26 的結果，表示故障類型為對稱故障，應採用正序資料；反之，若是出現如圖 4-8 的 結果，表示故障類型為非對稱故障，應採用零序或負序資料。

37

4.5 小結

雙端同步故障定位演算法展現了高度精準的故障定位能力，不論是對稱故障或 是非對稱故障，亦或是接地故障或線間故障，其故障定位的精準度皆超過 98%，甚 至達到 100%完美定位。惟須注意的是，必須根據故障類型，選擇正確的故障定位指 標，才能獲得更加精準的定位。

38

第五章 結論與未來展望

5.1 結論

電力系統是一個高度複雜的系統，隨著工商業與科技發展，其複雜程度已不可 和過去同日而語，為了提供人民以及工商業更穩定的用電品質，發展新型的故障定 位技術是電力公司的重大目標。本論文成功地使用了雙端同步故障定位演算法，並 利用 Matlab/Simulink 建立與模擬各種故障的情況，驗證了其高度精準的故障定位能 力。

5.2 未來展望

目前雙端同步故障定位演算法還無法做到真正的全自動線上估測，必須要仰賴 工程師到故障點線路的兩端收集故障資料，才能進行故障定位估算。未來物聯網普 及後，可以利用物聯網自動收集故障資料，並上傳到雲端資料中心進行故障點定位 估測，即可實現全自動的故障定位系統。

另外，也可將雙端同步故障定位演算法和地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)做結合，直接在地圖上顯示故障點，開發出直觀且便利的故障定位系 統。

39

參考文獻

[1] J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma, Thomas J. Overbye, Power System Analysis &

Design, 5th Edition. Stamford: Cengage Learning, 2011, p254–258.

[2] 方百溫，『應用小波轉換於地下電纜故障位置研究』，逢甲大學電機所碩士論文，

[6] Barry Clegg. Underground Cable Fault Location. McGraw-Hill, 1993

[7] 徐偉誠、林宏諭、楊俊哲，『應用 Google Earth 於電力系統具象化技術之開發』， terminal travelling wave analysis in radial distribution network,” International Journal of Electrical Power & Energy Systems, Volume 66, March 2015, Pages 160–165

[11] K.R. Krishnanand, P.K. Dash, M.H. Naeem, “Detection, classification, and location of faults in power transmission lines,” International Journal of Electrical Power &

Energy Systems, Volume 67, May 2015, Pages 76–86

40

[12] Joe-Air Jiang, Jun-Zhe Yang, Ying-Hong Lin, Chih-Wen Liu, Member, IEEE, and Jih-Chen Ma, “An Adaptive PMU Based Fault Detection/Location Technique for Transmission Lines,” IEEE Trans on Poer Delivery,Vol. 15, No.2, April 2000

[13] 林沛吟，『台電輸電線路故障定位平台之設計』，國立台灣大學電機所碩士論文，

中華民國九十九年

[14] 俞齊山，『相量量測技術在特殊輸電系統故障定位與穩定度控制應用』，國立台 灣大學電機所博士論文，中華民國九十年

[15] 劉志文、江昭皚、楊俊哲、塗同銘、林穎宏，『以同步相量量測單元為基礎之 適應性傳輸線故障定位系統』