电压骤降

电压骤降 電力系統遭受無法預期的雷擊、鹽害等天然災害或外物碰觸，均有可能造成 輸配電設備或線路故障。故障所引起的瞬間停電或因故障電流流經鄰近線路所造 成的電壓驟降是電力系統無法完全避免的現象。 世界各電力公司在面對上述突發事故時，都會儘量利用保護裝置自動檢出電 壓和電流的異常現象，然後靠斷路器將故障區間隔離，再從其他線路送電，儘可 能減低對用戶影響。 以先進的電業技術水準而言，上述對策雖然已可在很短的時間內執行，但對 約1分鐘內的瞬間停電和約2秒內的電壓驟降，仍是無法完全避免的。 事實上，瞬間停電和電壓驟降對大多數民生用電戶的影響很小，但對若干產 業例如半導體製造業因其設備特性對電力品質高，對電壓驟降較為敏感，可 能造成產業不同程度的影響。 各種用電設備對電壓驟降幅度有不同的承受度，例如:電磁開關在50％以內的電壓驟降仍可運轉，但可變速馬達和高壓放電燈只可容忍15％以內的電壓驟降，更大幅度的電壓驟降則造成設備的急停。 1 此外電壓驟降持續時間的長短，對用電設備也會產生不同影響，如電磁開關 在壓降持續0.01秒以上即會跳脫，而低壓電驛在電壓驟降持續1秒以上才會受到影響。 由於用電設備對壓降的容忍度不同，而全球電業在經營上無法完全避免壓降 的發生，故對電壓要求較嚴之產業或設備，近年來各先進國家均建議業者進行必 要之改善措施，以提高對電壓驟降的容忍度，以免造成生產線停擺、不良產品或 業務資料流失、復機時間增長等問題。 建議新設半導體製造業用戶採購符合半導體設備和國際協會最新SEMI F47標準所規定供電系統容忍度曲線之製程工作母機，不但取得工欲善其事，必 先利其器之先機，更可減少未來花在改善電壓驟降的投資。用戶採購設備時要求 工作母機供應商提高設備的容忍能力，是提昇電壓驟降容忍度的有效方法。 從長期經濟成本與效益的觀點，既有產業用戶如可提昇廠內製程設備對電壓 驟降的容忍程度或更換敏感配件、或於廠內配電系統裝設電力調節設備、或於特 定重要負載裝設自動電壓補償設備等措施，會是最經濟及有效的多元選擇。 2 從供電端減少電壓驟降發生的機率，可由加強供電設備的維護和架空線地下 化等方面著手。台電公司向來致力於改善供電結構及加強設備維護來提昇供電可 靠度，以降低電壓驟降的發生。台電公司八十九年電壓驟降實測資料為例，顯示 電壓品質已與國外先進國家(如美國)水準相當;若少數對電力品質要求較高的用戶以此為基準，設計出自己所需的供電系統，則對電壓驟降問題的解決更加直 接、經濟、有效，並符合公平原則。 電壓恢復達到電壓下降低到 90%以上即視90%以下即視 為驟降結束 為驟降開始 三相電壓中最低的降 幅即視為驟降的降幅 3 1. ：三相電壓中最早低於90%的時間起始直到三相電壓中最晚 回 升到90%的時間結束的期間。 2. ：以三相電壓下降幅度最大者為準。 電壓驟降是指電力系統遭受無法預期的電擊、鹽害等天然災害或外物碰撞， 造成輸配電設備或線路故障，這種因故障所引起的瞬間停電，或因故障電流流經 鄰近線路所造成的電壓驟降，雖然不會對大多數民生用電戶造成影響，但對於半 導體製造等高科技產業，可能會造成不同程度的衝擊。 儘管現階段電業技術相當進步，但仍無法避免約一分鐘內的瞬間停電與約兩 秒內的電壓驟降，因此不僅電力系統的供應端，必須努力維持電力供應的穩定， 高科技用戶端以及工作母機設計等，也必須注意因應電壓驟降的問題。 台電從2000年開始自美國引進SEMI F47-0200標準訂定電壓驟降忍受度標準曲線A、B、C、D區，A區代表電壓驟降持續時間小於0.05秒；B區代表機台供應商所設計的機台，應可接受程度較輕的電壓驟降，C、D區則表示機台可能受到影響，必須改善電力系統。用戶可根據SEMI F47-0200標準要求機台供應 4 商提供的機器設備符合上述標準，降低電壓驟降可能造成的衝擊。 93.12.20A7 新竹科學園區內之高科技產業電力用戶，其生產採用甚多對電力供應品 質敏感性高的微電腦自動控制設備及電力電子控制式的廠務設備，並採行連續生 產方式，更由於其每度電力的產值高居各行業之冠，製程一旦中斷將蒙受極大的 損失，因此對電力供應之可靠度與電源品質有較嚴格的要求，在SEMI F47-0200（Semiconductor Equipment and Materials International, SEMI）中規定半導體製程 設備對電壓驟降的耐受時間在電壓為50%標稱值時為0.05秒至0.2秒、0.2秒至0.5秒間的容許電壓為標稱值之70%、0.5秒至1.0秒之容許電壓為80%標稱電壓值。 SEMI F47-0200 Specification For Semiconductor Processing Equipment Voltage Sag Immunity 5 1. A 類 壓降幅度 >= 10%，而壓降持續時間 < 0.05秒?60Hz的三週波?的壓降 事件。 2. B 類 壓降幅度>=10%、但在 SEMI F47曲線以上，而壓降持續時間長於 0.05秒的壓降事件。 3. C 類 壓降幅度在 SEMI F47曲線以下，而壓降持續時間落於0.05秒到 1.0秒之間的壓降事件。 4. D 類 壓降幅度 >= 20%，而壓降持續時間長於1.0秒的壓降事件。 一旦某個地區發生落於C,D兩區的壓降事件，該區域的台電配電調度中心DDCC就會發出壓降通報。 6 對於一個系統中選定的供電點而言，SARFIx是指在評估期間內發生電壓有效值 低於X% 以下的電壓驟降的次數。 IEEE 1346-1998 IEEE Recommended Practice for Evaluating Electrical Power System Compatibility With Electronic Process Equipment 7 8 電力品質監錄器 ADX3010 壓降期間 觸發前紀錄 觸發後紀錄 PreTrigger PostTrigger 事故紀錄結束，存向中控站發出觸發訊息，並啟動觸發警告音響 檔備傳 中央監控系統 動態數據處理系統 WebCon Dynapro 接收事故檔案 列印壓降報表 將壓降資料插入資料庫，並啟動壓降警告音響 分析壓降 9 電壓信號 ： 壓降事故 SSYYMDhm.mss SS: 站碼 YY: 年末兩位數字 M : 月(一碼) D : 日(一碼) 記錄 電力品質記錄器 H : 時(一碼) ADX3000 mm: 分(兩碼) 檔案 ss: 秒(兩碼) 主動透過通信線路通知 中控站的WEBCON程式 事故動態記錄檔案 顯示觸發信息並自動回傳 發出警報音響 (URGENT.WAV) 檔案傳完後自動通知動態 數據處理程式 DYNAPRO 【注意事項】? 1. 啟動動態數據處理系統 DYNAPRO。 動態數據處理程式 DYNAPRO2. 接著啟動中央監控系統 WEBCON。 得到通知後，會自動針對事故的 記錄檔案壓降分析 『自動公式』- 3. 中央監控系統WEBCON啟動後， 必須開啟動態文件自動輪呼功能。 4. 事故觸發後的警報音響的錄音檔案 為C:\ADX\URGENT.WAV。用戶可 倘若壓降分析結果超過壓降設 改錄成其他的音響內容。在C:\ADX 限，壓降報表會自動列印出來， 同時根據站碼與饋線的不同，會 目錄中找不到URGENT.WAV就不響。 發出另一種事先預錄的警報音 響 (SAGALERT_SSNN.WAV) 10 5. 壓降越限的警報音響的錄音檔案為 C:\ADX\AUDIO\SAGALERT_SSNN.WAV (SS:, NN: )，用戶可改錄 成其他的音響內容。內定音響放在C:\ ADX\SAGALERT.WAV，找不到就不響。 1. 利用動態數據處理系統 Dynapro 搜尋出舊的壓降紀錄檔案的索引表。 2. 複製一個發生壓降的事故紀錄的檔名。 3. 利用中央連線監控系統 WebCon 向動態數據處理系統 Dynapro 送出一個 接收到事故紀錄檔案的訊息。 4. 動態數據處理系統 Dynapro 進入自動壓降分析的處理程序。 5. 動態數據處理系統自動將壓降分析的結果插入插入資料庫的驟降索引表中。 6. 動態數據處理系統自動列印出壓降報告。 11 動態數據處理系統 Dynapro 的搜尋視窗 調出數據狀態對話盒 12 1. 首先確認某檔是壓降的紀錄檔案。 2. 利用索引視窗的上下捲動軸將壓降檔案的索引調至畫面的最上 方，該檔名將會自動顯示在下列的對話盒內。 3. 按Ctrl-Ins複合鍵複製檔名。 數據狀態對話盒 WebCon Dynapro 1. 選擇【系統】? 【測試自動列印報表】，調出測試事故自動列印對 話盒。 2. 在測試事故自動列印對話盒的〝輸入待測紀錄檔案名稱〞一欄內按 下Shift-Ins 複合鍵後，再按確認鍵。 13 中央連線監控系統 WebCon 測試事故自動列印對話盒 Dynapro WebCon Dynapro Dynapro 14 壓降分析視窗及壓降紀錄警示信息盒 15 16 1. 利用搜尋視窗，找出事故紀錄的索引視窗。 2. 在事故索引視窗內點選想要分析的紀錄檔案群。 3. 在事故索引視窗內按滑鼠右鍵跳出功能選單，選擇進行單線壓降分析。 4. 在SEMI F47分析對話盒內選擇分析的電壓通道，並進行SEMI F47分析。 5. 顯示SEMI F47的分析結果。 搜尋視窗 17 單線壓降統計 事故紀錄的索引視窗 SEMI F47分析對話盒 18 SEMI F47壓降分析視窗 . 1. 在搜尋視窗內輸入站碼及搜尋時段。 2. 在搜尋視窗內按下，進行事故記錄檔案的搜尋工作。 19 搜尋視窗 1. 在事故索引表視窗內按下點選要進行壓降分析的索引項，或按全選鍵 點選事故索引表內的所有檔案。 事故索引表視窗 1. 在事故索引表視窗內按下，即可彈跳出功能選單，接著在該選單內選擇『全線壓降統計』功能項，調出「全線電壓驟降統計對話盒」。 20 全線壓降統計 鎖定基準值代 表壓降比值參 考額定電壓值。 全線電壓驟降統計對話盒 1. 在程序二「事故索引表」內的所有被點選的記錄檔案的所有被監測 三相電壓饋線數據都會進行壓降分析，而分析出來的壓降統計結果 會以條列式的形式顯示如下： 21 顯示電壓驟降分析結果 全線電壓驟降統計視窗 壓降統計結果包含1.事件日期、2.事件時間、3.站碼、4.站址、5.線路名稱、 6.壓降率、7.持續秒數、8.壓降週數、9.R相-PU 標稱值、 10.S相-PU、11.T相-PU、12.SEMI F47逾限、13.驟降分類、 14.文件名稱。 2. 在上列驟降分析視窗內可用滑鼠左鍵點選一個要被觀察的索引紀錄，接著按 下滑鼠右鍵，便可彈跳出功能選單如上圖所示。 3. 功能選單中包含四項功能： 1. 顯示電壓驟降分析波形， 2. 顯示電壓驟降SEMI F47， 3. 列印電壓驟降原始波形， 4. 列印電壓驟降統計結果。 4. 如果選擇【顯示電壓驟降分析波形】功能項，將會出現以下畫面： 22 電壓驟降分析視窗 5. 如果選擇【顯示電壓驟降SEMI F47】功能項，將會出現以下SEMI F47的 分析畫面： SEMI F47的畫面右下方有儲存及列印兩個功能鍵，提供用戶儲存SEMI F47 的分析結果或列印SEMI F47 的報表。 23 SEMI F47 分析畫面 6. 如果選擇【列印電壓驟降原始波形】功能項，則會立即在預設的印表機中印 出壓降報表。壓降報表有單窗合印或多窗分印的兩種報表格式，在Dynapro 的主功能選單【系統】下的子選單【自動列印動作設定】的對話盒內選定。 24 自動列印動作設定對話盒 7. 如果選擇【列印電壓驟降統計結果】功能項，則會立即印出全線壓降統計的 分析報表。 25