動力設施 Power-Facility

1. 動力設施 Power-Facility S.J.SONG 94.11.22. 95.10.20.Rev-1. 96.08.12.Rev-2. 98.10.03.Rev-3.

2. 電 力 系 統 :係由發電單位一直到用戶的供電為止，所行成的一連貫系統。

3. 電力系統分為 3 個部份： • 發電系統：負責產生電力。 • (2)輸電系統：負責電力的大量輸送。 • (3)配電系統：將小量電力，分配給各用戶。

4. 電力系統的構成及相互關係 : 發電廠 → 升壓變電所（→超高壓變電所）→ 1次變電所 → 2次( 配電用）變電所 (161KV) (345KV) (161KV → 69KV) (34.5KV) → 161KV → 桿上 變 壓 器 → 用 戶 → 工 廠 .

5. 發電系統主要有5 種方式： (1)水力發電。 (2)火力發電。 (3)核能發電。 (4)風力發電。 (5)太陽能發電。

6. 台灣目前最高輸電電壓是345KV， 由於供電容量增加， 輸電電壓乃漸有升高的趨勢。

7. 電壓分為 3 種: (1)低壓電：直流在600伏特以下，交流在750伏特以下。 (2)高壓電：直流在600～3500伏特範圍，交流在750～15000伏特的範圍。 (3)特別高壓電：直流在3500伏特以上，交流在15KV～250KV的範圍。

8. 負載： 乃是藉電能來工作的機器與設備， 如：電燈、電扇、電視、電冰箱、電動機…..等。

9. 負載與需求(Load and demand) : 負載與需求這兩個名詞沒有什麼嚴格的分別。 普通電機或電廠所供給的電能曰負載，有連續與瞬時之分。 某一段時間內的平均負載稱為需求，故需求恆位於最高負載與最 低負載之間。 普通電機設備在相當時間內均有負擔過載的能力， 其時間自1分鐘至30分鐘。 因此發電廠設置發電機的容量乃根據此短時間的最高需求， 而不計及瞬時最高負載，如是可以減少發電機的設備能量。 水力電廠無過載能力以1分鐘或瞬時最高負載為根據， 蒸汽電廠則以15分或30分鐘的最高需求為根據。

10. 負載曲線(Load curve) : 以時間為橫軸，劃每時刻的負載於縱軸，此曲線稱為負載曲線， 通常電力負載以安培（適用於直流電系）、瓦(KW)、或千伏安(KVA)來 表示，它很少維持一穩定值，而隨著時間而改變，如圖4-2-1所示者為配電 變壓器在24小時內的負載曲線。

11. 電動機的種類： (1)直流電動機 (2)交流電動機

12. 馬達的啟動 : 在啟動時的電流為額定電流的5～10倍， 此電流稱為啟動電流或突入電流。

14. 變壓器之絕緣油劣化原因及防止 : 絕緣油的用處有二 : ( 1. 輔助絕緣， 2. 傳遞熱量 )， 優良的絕緣油應具有下列特性： (1)不含酸鹹及硫等有侵蝕性的雜質。 (2)不碳化 ( Carbonize )。 (3)有高的介電強度。 (4)低黏度。 (5)高的導熱率和高的比熱。

15. 絕緣油經長期使用後，可能引起之變化 : • (1)因氧化物增加其黏度，致淤塞油槽。 • (2)受電弧熱而分解為可燃性的碳化氫等氣體。 • (3)因吸收水分而降低其介電強度。 • 為了避免上述絕緣油的劣化，下面介紹三種方法： • 使絕緣與空氣隔離：於變壓器內，絕緣油面上封入鈍氣（如 : 氮氣）, 或隔膜法 • 與外界空氣隔離。 • (2) 因白土為最有效的一種吸附劑，主要成含有一種水的鎂鋁矽酸鹽， • 用以吸附初生劣化油中的氧化生成物或水分。 • (3) 於絕緣油中加入抗氧劑，台電現用的抗氣劑為DBPC • (Diter-tiary-Butyl-Para Cresol)， • 其對油的氧化有負催化作用，可降低氧化速率以延長其使用壽命。

16. 配電盤的材料及其優缺點： ‧大理石：美觀，絕緣性佳，笨重且加工因難。 ‧石 綿：輕便，耐高溫。 ‧金屬板：機械強度高，搬運中不易變形、龜裂，加工容易。 PS :（現在用金屬板為多）。

17. 礙子 ( Insulator ) : 礙子(Insulator)的主要原料為黏土、長石及矽石， 先將長石及矽石經過研磨成微粒細粉 ，另方面又將黏土沈澱分離不純物後， 除去過剩水分精製成粉末狀， 然後將兩者以適當比例配合攪拌均勻， 經過篩選以及壓濾脫水程序，捏造製成初步狀態。 此種成品又經表面加工以及施釉後以1250℃以上溫度燒製成品。 礙子的材料尚有玻璃及其它特殊合成材料， 但以前使用者常以磁質礙子佔大多數。 依其型態而分，礙子大致上又可分為五類， 即裝腳礙子、圓盤形懸垂礙子、長桿形懸 垂礙子、長桿形裝腳礙子及蝴蝶礙子等。

18. 礙子具備的條件及特性 : 1.礙子應有的條件：礙子為匯流排系統的絕緣的主體，為求良好的絕緣特性，應具備條件有(1)絕緣強度高，(2)漏露電流小，(3)機械強度大，(4)經久耐用，(5)溫度 （氣候）的影響小，及(6)成本低。 2.礙子的電器特性 (1)靜電容量：礙子的構造可以看做兩個電極之間夾著絕緣物用的磁器，所以就有靜電容量存在。此等礙子的電容量又受礙子表面污染所形成的導電薄膜，因而增加靜電容量，及改變表面的電位分布。 (2)閃絡電壓(Flash over voltage)：礙子閃絡電壓可以代表絕緣強度，所謂閃絡電壓即礙子帽部電壓提昇至發生電弧，礙子則被短路，此電壓稱之。決定閃絡電壓大小的因素有電壓波形，形狀，尺寸，及周圍的空氣特性，如圖4-8-17所示為閃絡距離的情況，圖中A+B+C或D+B+C表示乾閃絡距離，F+G+H表示注水閃絡距離。 (3)漏洩距離(Leakage distance)：由礙子頂部沿著礙子表面直至接地部分的最短距離稱之 。

19. 礙子的機械性質 : (1)吸水性：礙子瓷體部分力求表面光滑並完全不吸水。 (2)溫度變化：瓷體以及膠合水泥不受溫度升降影響， 否則將引起裂紋或脫落。 (3)抗壓強度：瓷體抗壓強度要高，大約有3000～6000kg/㎝2， 膠合水泥亦須有相等強度。 (4)抗張強度：足夠的抗張強，瓷體約為400～600 kg/㎝2。 (5)膠合：礙子各片間，礙子與金屬間完全膠合， 強度足夠而且不留空隙。 (6)破壞拉力：足夠的破壞拉力，其規範有多種， 如15000磅，25000磅，安全係數通常為 3 。

20. 礙子的劣化 : (1)瓷體本身的吸收水分而失去絕緣能力。 (2)長年受靜荷重的作用而使磁體疲勞產生龜裂。 (3)瓷體與金屬部分的不同膨脹率，在瓷體內部發生應力。 (4)膠合用水泥硬化或結凍膨脹而使瓷體發生應力。 (5)反覆受到電線振動等衝擊力，使瓷體發生應力。 (6)原有微小裂縫在實際使用中逐漸擴大。 (7)原存瓷體內的應力。 (8)反覆受到高電壓，使瓷體發生電氣破壞。 不良礙子檢出方法： (1)高壓絕緣電阻測定器(Megger)測定礙子的絕電阻。 (2)使用交流電流計測定礙子的漏洩電流。 (3)使用接收機(Radio receiver)測定礙子的局部放電。 (4)使用耳機聽取電暈(Corona)音響。 (5)電壓分布測定。 (6)感應線圈法。 (7)霓紅燈法。

21. 礙子的鹽塵害的防護 : 在空氣污染嚴重的大都市、工業地區及沿海地區設置的礙子， 絕緣能力，其防止方法如下： (1)輸配電線應儘量避免越過上述地區，如果無法避免， 也要儘量改用地下電纜。 (2)將礙子的標準提高，把礙子串聯數量較一般地區酌量加多， 但不得過分提高而影響整個系統的絕緣協調。 (3)視礙子污染情形，在一定時期用活線作業將礙子清洗乾淨。 (4)使用耐霧，耐塵或耐鹽礙子， 或在礙子表面上加塗矽脂(Silicon grease)。

22. 雷的特性 : 雷擊電壓的特性，電壓很快升達極大值，降低的速度較慢， 通常電壓由零升到極大值，稱為前波(Front of wave)， 時間約為數微秒，電壓降低時稱為尾波，時間約數十或數百微秒。 避雷器的功用，在雷擊時，使線路或機械成通路， 從而使雲與大地間以突波電流(Surge current)釋放雲的電能， 以限制電力系統上所產生的過電壓，因而保持安全。

23. 避雷器 ( Arrester ) : 避電器(Arrester)是一種過電壓保護設備，將突波電流導入大地， 限制電壓，其構造主要有放電間隙、閥元件及磁筒三部分。 磁筒的功用為絕緣並保護內部各機件，放電間隙及元件的動作原理如圖4-9-2所示， 在正常運轉時，間隙為絕緣，阻止電流通過，遇異常電壓時， 間隙的絕緣破壞而放電，將突波電流導入大地，放電後， 電力電流亦繼續流過避雷器，這時就靠閥元件使電力電流減小而切斷。 實際上，閥元件是一種特製的電阻，它的電阻是會變化的，電壓低時，電阻很大， 當大電流通過時，電阻變得很小，便突波電流很容易導入大地，突波電流通過後， 接著就是電力電流通過，加上閥元件兩端的電壓是60Hz電力系統電壓， 這時閥元件電阻變大，使流過的電流大為減少，當正弦波為零的瞬間， 電流切斷，間隙恢復絕緣，完成避雷的任務。

24. 接地 : 沒有一種材料是完全導體，也沒有完全絕緣體， 只有程度上的分別。 大地由於有許多金屬氧化物，如氧化矽、氧化鎂、氧化鐵等 及其它鹽類如氯化鈉，當潮濕時，這些物質溶解成離子狀態， 因此電阻降低，也愈容易導電，適當的與導體相接， 可使接地電阻降低，而使電荷流入大地，此即接地。

25. 接地的目的及條件： 接地的目的：主要是將雷擊能量導入大地，及將機器的外殼或鐵構保持大地電位 ，使工作人員安全。 接地的條件：(1)接地電阻低，(2)足夠的載流容量，(3)均勻的電位梯度。 低接地電阻，可供雷擊或突波電流導入大地，及電力系統接地故障的低電阻回路， 不致產生危害人員安全的電壓。足夠的載流容量，使大電流通過接地系統時，不致 燒損而失去作用。均勻的電位梯度為保護人員安全的要條件，當發生故障時，機器 或接地棒附近都可能產生電壓梯度，必須適當的降低，以維護人員安全。 接地線的裝設，通常埋設接地銅板或接地銅棒，其目的是增加接觸大地的面積來減 少接地電阻，銅棒為鋼棒包銅製，不會生銹腐蝕。接地系統可分為放射式、匯流排 式及柵網式地線，其中以柵網式(Grid type)接地系統為佳。在變電所的裝置機器範圍 內埋設柵網狀接地線，在每一交叉點或以平均間隔打入接地棒，並且與地網相連接， 如圖4-9-11所示為鐵構與機器的接地，以便接在最近的地網上，使鐵構與機器的接地 和地網成一整體。接地電阻的大小與土質有關，並且與接地棒埋設深度及接地棒的間 隔等有關。埋設深度愈深，間隔愈小，則與大地接觸面積愈大，因此接地電阻較低。 接地網的連接使用電桿及化學銅桿(Cad weld)。化學銅桿為用氧化銅，利用鋁粉為助 熔劑，以電石點火，在石墨製的模型內焊接。接地導線應有足夠的載流容量，通常以 1秒鐘的額定計算，例如60平方公厘銅線電焊連接，載流容量約為13000安培，100平 方公厘銅線，約為27000安培，如採用化學銅焊，載流容量略可提高。

26. 鉛蓄電池的維護 : (1)放電後應立即充電，不可任其放置於放電狀態。 (2)不可充電過量，也不可充電不定。 (3)每隔相當時間，電池組要充電一次。 (4)充電時溫度不要太高，不要有太多氣泡產生。 (5)電解液比重不可太高，要遵守製造廠商的說明。 (6)注意電解液面，太低時加水，不可使極板露出。 (7)不要任意加硫酸，除非必要。 (8)電池箱要保持清潔。 (9)電池室要通風良好並確保乾燥。 (10)電池室內不要抽煙，切忌接近火焰。 (11)不用未經化驗的不潔水質。 (12)調製電解液時，不可將水倒入硫酸中。 (13)不可用金屬棒攪拌電解液及電池用的水。 (14)電池的接頭不用銲錫或銲藥。 (15)不可在引接線接頭上做臨時引接的情形。

27. 照 度 : 照度的單位：米－燭光 ( Lux )。

28. 良好照明的條件 : 良好的照明設計，必須注意並且備下列幾個因素： (1)照度要適當：由於經濟情況不同，各國所訂的照度基準也有差異。 其要求眼睛工作不易發生疲勞現象， 且對目的物能迅速的分辨其顏色及形態。 (2)照度要均勻：照度的均勻表示明暗的差別小， 因此設計之前應先瞭解環境與器物的反射率。 (3)不要有眩光：就是不要有刺眼的感覺，通常為降低輝度， 可增加漫射燈罩或遮光設備或採用間接照明。 (4)要合乎經濟原則。

29. 動力設備安全檢查與維護 : 一個新設備，它表面上可能顯得很安全和性能很好，但日子一久，必會有一些零件 損壞而故障，如此就不安全和不能持續運轉，為了防止意外，我們就必須有安全檢 查工作和保養工作。 機器設備維護保養工作的目的在防止停電，因此在早期發現機器設備的不良所在， 對於維護保養工作有很大的利益，如能利用值班人員的人力來巡視各個設備，並於 發現機械設備缺陷時，隨手予以檢修即為最經濟有效的工作方法。但依機器不良情 況，大者不但值班人員人力不足，還受材料工作的限制，無法單獨由值班人員負責 維護保養的全部責任，因此維護保養工作依工作內容把工作責任劃分如下： (1)日常保養工作：由值班人員依設備儀表或外觀檢出機器有無異狀，並即時把異常 部分修復的保養工作。機器設備的巡視週期為每日，保養工作的施行週期視情形而 定。 (2)定期點檢保養工作：依各項機器的最長檢查週期，定期做機器的性能試驗，同時 做較詳細的點檢與平時無法擦拭部分的清潔工作。 (3)臨時保養工作：值班人員所發現不良處所的改修與事故修理工作。

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