3.2 諧波量測方法與討論
3.2.2 量測對象簡介
因近來電力電子設備及大容量電力設備之使用迅速成長，所造成 電力品質問題日趨嚴重，為能夠獲取最新諧波污染情況，本計畫前往 電信公司長途及無線電信機房，以及捷運公司高運量牽引動力變電站 機房等兩個不同性質之諧波負載場所進行現場量測，以取得各場所之 諧波失真率累積機率分佈，同時明確獲得諧波電壓及諧波電流之變化 情況，也因為透過實際之量測方式，本諧波量測分析報告，方能提供 用戶瞭解其對於供電系統所造成之諧波污染，或者供電系統對於用戶 端所造成之諧波影響，以作為供電及受電雙方，於往後設計時之背景 值。
(一) 量測實例一（簡介）：電信公司長途及無線電信機房
電信公司長途及無線電信機房諧波量測目的，是為調查其諧波污 染情況，檢驗是否符合 ANSI/IEEE Std.519 規範的要求，同時，針對 負載具高諧波含量之交換機系統或是充電機系統，探討其各次諧波量 之變化及量值，提供電信業者於往後設計時之參考。
為了解電信公司長途及無線電信機房 11.4kV 側之電流變化情 況，本研究選定台北縣某一國營電信公司長途及無線電信機房為測試 對象，測試時間為93 年 1 月 30 日及 93 年 2 月 13 日共兩日，因本電 信機房並無規則之週期，因此本次量測作業採樣約十分鐘，並以電力 品質分析儀 ADX3010 進行量測作業，而量測間距為二十秒鐘並記錄 一次。
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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 司11.4kV 正常(normal)供電，並配接一台緊急供電發電機（本次量測 時發電機並無啟動），經1000kVA 變壓器轉壓至 380V 低壓系統，提
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※ 現場量測概要
量測標的：H01 盤電流與 H01 盤電壓、D01 盤電流與 D01 盤電壓 量測目的：分析無被動式濾波器組投入時，上述四盤之電流與電
壓諧波含量的影響
量測時間：93 年 1 月 30 日 15:15 ~ 25:15 及 93 年 2 月 13 日 10:39
~ 10:49
濾波器操作狀態：上述量測時間，均無阻尼單元切離或投入。
量測儀器：歐華ADX3010 取樣頻率：7680 Hz
取樣間隔：20 秒 最高諧波次數：20 次
圖 3.7(b) 電信機房電壓電流訊號現場實測照片
20 65.87 mH
3.22µF Unit n = 7
588 Ω 44.58 mH
4.2µF Unit n = 11.5
160 Ω 12.23 mH
D07
D10 D02
H06
H02 H07
Stinger
Distribution Main Workshop
DEPOT PEITOU =DP
=DUN
to TOU BSS H09 to TOU BSS H03
1200/1A 22000/120V
22kV BUS 22kV BUS
750V
Measurement Point
圖3.8 捷運系統機房電壓電流訊號量測圖
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圖3.9 捷運系統機房電壓電流訊號現場實測照片
圖 3.8 為捷運系統機房電壓電流訊號量測圖，此牽引動力變電站 (TSS)機廠由上游 BSS 之 H03 盤與 H09 盤以雙迴路供電，該二迴路分 別饋入DP TSS 之 H02 盤與 H07 盤。H02 盤下游之 22 kV 匯流排連接 H02 盤、H03 盤與 H04 盤，此三 22 kV 開關盤分別接至機廠移動式供 電系統(Stinger)用電整流變壓器、被動式濾波器組與機廠主維修工廠 用電整流變壓器；H07 盤下游之 22 kV 匯流排連接 H05 盤與 H06 盤，
此二22 kV 開關盤分別接至被動式濾波器組與機廠主維修工廠用電整 流變壓器。上述H03 盤與 H05 盤皆連接至被動式濾波器組 22 kV 匯流 排，為避免於被動式濾波器組上游22 kV 雙迴路中產生環流，H03 盤 之開關採常開(N.O.)操作狀態。圖 3.9 則為現場量測照片。
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※ 現場量測概要
量測標的：H07 盤電流與 H07 盤電壓
量測目的：分析阻尼單元投入與否對H07 盤之諧波含量之影響 量測時間：93 年 2 月 19 日 01:44 ~ 93 年 2 月 21 日 00:55，共 47
小時11 分
濾波器操作狀態：93 年 2 月 19 日 01:44 ~ 93 年 2 月 20 日 03:40 期間，阻尼單元切離；93 年 2 月 20 日 03:40 之後，阻 尼單元投入。
量測儀器：歐華ADX3010
取樣間隔：10 秒、最高諧波次數：20 次
本捷運公司高運量牽引動力變電站機房之濾波器組係由 5 次、7 次與 11.5 次三組二階阻尼濾波器組成，各濾波器組之
R, L, C
參數詳 圖3.8。此三組濾波器之個別頻率響應與合成頻率響應如圖 3.10 (a)，部分放大之頻率響應如圖3.10(b)，阻抗相角對頻率響應如圖 3.11。
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 0
100 200 300 400 500 600 700 800 900
M agnitude I m pe da nce( Ω )
Frequency(Hz)
n=5 n=7 n=11.5 aggergate
圖 3.10(a) 捷運機廠被動式濾波器組之(相)阻抗大小對頻率關係圖
Zoom in as 圖 4.6(b)
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0 300 600 900
0 40 80
19.1(ohm)@11.9th
M agnitude Im peda nce( Ω )
Frequency(Hz)
n=5 n=7 n=11.5 aggergate
19.1(ohm)@4.7th
18.0(ohm)@6.8th
圖3.10(b) 捷運機廠濾波器組之(相)阻抗大小對頻率關係圖(局部放大)
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 -100
-80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80
Pha se Angle Of I m pe da nc e( De g.)
Frequency[Hz]
n=5 n=7 n=11.5 aggergate
圖 3.11 捷運機廠被動式濾波器組之阻抗相角對頻率關係圖
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Tolerance(3-9) IaL-3rd IbL-3rd IcL-3rd
0 2 4 6 8 10
Tolerance(3-9) IaL-5th IbL-5th IcL-5th
(a) (b)
圖3.12 電信公司長途及無線電信機房低壓側諧波電流波形圖 (a)3 次、(b)5 次諧波電流