Fab14P6年度維修報告與87T保護電驛更換分享

1.前言

F14B為N20/N16/N12製程，且是公司首個將Front-End與Back-End分開的廠區，如圖1所示。另外，F14P6廠內有2個營運組織單位的機台(F14A/F14B)，所以執行歲修規劃時，須同時兼顧兩方面的產能排程與影響。

2.歲修計畫

F14P6 2022年小P歲修，依APM團隊3年/6年停電保養規劃執行，預計2022、2024、2025、2027年分四次小APM完成一輪全廠高壓電力設備保養。本次保養預計在12/6~12/8三天完成，小P歲修時程與項目安排，如圖2所示。

2.1 APM人員組織架構圖

APM組織依時段分成電力操作編組以及保養編組。電力操作編組，其任務為歲修前後電力系統之無感操作，針對要進行保養檢測的電力設備將其安全停復電，操作組員需依序在各變電站進行開關操作；保養分組，其任務為廠商保養施工期間確保人員安全及各工項如期如質進行，並於保養結束後把關送電前檢查。歲修期間，因應每日工項差異及支援人力異動而有不同編組，如圖3所示。

2.2 APM Utility供應狀態表

全廠小APM執行25%高壓電力設備保養，不影響工廠生產，Utility供應狀態正常。

2.3 APM保養維護工程總表

高壓電力設備保養項目共8項執行，包括保養項目共6項，及2項改善作業，如表1所示；保養檢測設備為161KV GIS、161kV主變壓器、22.8KV CGIS、保護電驛、XTR、高壓電纜；而改善項目包括C-GIS BUS PT Socket更換及RCP 87T電驛更換等。

2.4 APM人員管控表

人員編制考量人員資歷，以五年以上資深人員帶領資淺人員進行歲修保養，各站保養項目進度由指揮官回報，工程師則專責保養正確性及施工安全。12/6 APM參加人員共65人(工程師共12人，廠商53人)，08:00~19:00，12/7 APM參加人員共100人(工程師共29人，廠商71人)，08:00~21:00，12/8 APM參加人員共68人(工程師共29人，廠商39人)，08:00~20:00，3天APM時間36小時，工程師與廠商共計233人次。

3.執行成果

3.1 APM當日工程進度管控表

進度皆符合或超前原定計畫(圖4~圖6)，歲修當天配合現場工程師每小時回報並記錄於值班室白板，確保工程進度掌握。

3.2 APM FAC Utility品質回線大盤表

全廠小APM執行25%高壓電力設備保養，不影響工廠生產，FAC Utility供應品質正常。

3.3 APM歲修保養項目完成統計表

本次歲修例行保養6項，保養期間發現3項異常，包括GIS CB儲能液壓裝置內漏、發電機升壓變壓器礙子絕緣劣化及低壓盤內中風險錫鬚或金屬異物，如表3所示。

在三個主要缺失的造成的影響，第一個風險，GIS CB儲能液壓機構內漏若持續惡化，最終會使儲能機構無法儲能，在控制電停電時將無法跳脫CB，造成電力事故擴大；第二個風險為發電機變壓器絕緣礙子劣化，最終將導致絕緣能力不足產生電壓擊穿，中斷急電系統供應，喪失廠區電力系統最後一道防線；第三個風險為壓盤內中風險錫鬚或金屬異物，此異常已在台機廠區發生七次電力事故，F14P5事故造成導致CO2噴放，下游112台設備停機生產受影響，搶救近5小時恢復正常生產，影響相當重大。

3.3.1 161kVGIS CB儲能液壓裝置內漏

歲修前GIS月巡檢紀錄顯示(圖7)，GIS IN01 CB儲能液壓裝置每月動作次數(紅色)較其他Bay明顯偏高，但仍低於原廠每月600次之異常判定標準。本次歲修針對此Bay進行CB儲能液壓裝置檢查發現，儲能時間雖然尚未到達觸發逾時的情況，但已無法使儲能裝置在儲能後到達定位。

原廠研判為液壓儲能模組內漏，導致該儲能裝置需反覆儲能造成動作次數月增量偏高，建議安排更換，避免內漏持續惡化造成儲能逾時甚至造成CB無法跳脫之風險。由於儲能裝置備品交期較長，在GIS例行月巡檢時，若發現每月儲能裝置動作次數已有離群現象，需盡早安排原廠進一步檢查並採購備品，方能配合歲修更換。

3.3.2 發電機升壓變壓器礙子絕緣劣化

執行發電機升壓變壓器的電氣測試時發現到所有的緊急發電機升壓變壓器的礙子都有絕緣劣化的現象，如圖8、圖9所示。此為所有廠區的共通問題，將盡速安排更換礙子。由於發電機升壓變壓器位於半戶外高濕環境，容易造成高壓電礙子霧化與銅導體變色；如果緊急電系統因絕緣能力不佳，在遇到電力突發事故(如台電停電/限電或跨廠電力臨時調度時)，將無法有效執行救援任務，恐造成全廠停電。未來將定期停電保養與清潔是，以提高緊急電供應之可靠度。

3.3.3低壓盤錫鬚與異物清理

M205執行南亞低壓列盤錫鬚檢查時，共發現4處中風險，其中3處為錫鬚長度>5mm(如圖10)，規劃2023年中P停電歲修時清除；另1處中風險為盤內上層Feeder ACB(N4-525A)一次側銅排發現一束無塵布(圖11)，初步使用小鏡頭確認無塵布上方無其他金屬異物，排除立即風險。後續評估異物清除的工具及手法(圖12)，使用吸塵器搭配不同管徑的PVC軟管和PP管製具進行無塵布吸取，以小管徑PVC軟管或PP製具雖可直接穿過網格吸取無塵布，但缺點是只能吸取一半的無塵布，移到網格上再用手取出。最後執行方案使用吸塵器搭配大管徑PVC軟管(6分)，優點是可直接將無塵布一次吸出，但需要將部份網格剪掉才能伸進網格吸取無塵布。因作業空間有限，在處理過程中亦同時搭配內視鏡觀察PVC軟管與無塵布位置，異物取出後確認無其他異常後結案(圖13)。

4.檢討傳承

4.1 MTR二次側電纜檢測時防護注意要點

MTR二次側電纜執行VLF檢測時，需將MTR二次側電纜拆除，由MTR側加壓；CGIS側電纜不拆卸，但須配合隔離Line PT並拆除SA(突波吸收器)。ABB ZX1.2 CGIS盤體移除SA後，需另以dummy塞頭將原本SA socket塞住(圖14)，避免VLF測試時經由SA socket產生電流洩漏路徑影響測試結果。但由於既有dummy與SA socket螺絲孔位不完全相符，導致無法完全密合，未來類似作業，需先準備符合SA socke

4.2 RCP 87T保護電驛更換經驗分享

RCP 87T為Dual relay架構(ABB RET630*2顆)，主司MTR的87/50/51/ 50N/51N保護，若該電驛跳脫命令作動，將導致1顆MTR停電影響25%廠區供電。2022/9/7 F02 30RY(Annunciator Relay，警報指示電驛)觸發RET630-1 trip告警，查修後確認為87T其中一個電驛輸出接點異常，配合歲修執行電驛更換。

電驛備品入廠前，已事先依照既設電驛重新規劃並經由機電顧問檢測確認電驛設定無誤。由於電驛更換期間MTR仍正常供電，為確保供電可靠度，電驛更換期間維持MTR二次側高壓TIE。另該Relay跳脫條件為兩顆電驛同時觸發跳脫命令且43SW為Enable狀態(圖15)，因此第二道保險為跳脫迴路隔離，將43SW切至Disable狀態，並將兩顆電驛跳脫輸出功能關閉。

舊電驛拆除之前，必須先將該電驛關聯之CTT短接，避免CT二次側開路燒燬。執行CTT短接時，人員需穿戴絕緣手套(圖16)，同時人員以電驛電流讀值及盤後電流勾表讀值確認CTT二次側(電驛側)已無電流。待所有CTT已確實短接後，拔除電驛電源排插，依序拆除所有訊號線端子排插並拆除舊電驛。新電驛安裝後，先只將電源復歸開機，確認所有設定值正確、跳脫功能Disable後斷電再復歸其他訊號排插。所有排插復原後重新插入電源開機，依序移除CTT短接並同時確認電驛面板電流讀值是否回復。所有CTT短接移除後確認兩顆電驛讀值接近且差動電流趨近於零，確認兩顆電驛無任何異常警報後依序將兩顆電驛跳脫功能啟用，並將43SW切回Enable狀態。最後再解除高壓TIE，完成電驛更換作業。

本案例解決電驛異常導致誤告警問題，並透過嚴謹的更換程序避免MTR誤跳及四分之一廠區停電的可能；另一方面，本例在待料過程中，亦發現RCP相關電驛及元件有備品不足與交期過長的問題，此議題已列入跨廠區電力會議討論。

4.3 22.8kV CGIS Bus PT Socket更換經驗分享

CGIS NH-530T觸發SF6低壓力告警，經補氣觀察後確認為T相匯流排PT Socket有SF6微滲，配合APM匯流排停電更換新品。SF6常用於電力設備的絕緣介質，若SF6壓力不足，氣室內相間導體絕緣性能下降，最終可能導致匯流排短路事故，影響HPM 25%區域供電。

F14P6所使用的CGIS設備為ABB ZX1.2，為三相共管型式，匯流排PT架構(如圖17)，PT位於盤後下方，PT經由Socket及隔離開關連接匯流排。Socket本體位於氣室內，故本作業需開氣室進行Socket更換。開氣室作業重點有三：

1.作業前：確保匯流排確實停電且接地，避免人員感電。作業前由工程師操作銅排接地；開氣室後，由施工人員於銅排進行二次接地確保作業安全。

2.作業中：確保氣室周遭環境之潔淨度，避免異物、落塵及過量水氣進入氣室。藉由盤體後方架設PVC墊形成封閉區域，輔以鼓風機及濾網維持良好潔淨度(圖18)。

3.作業後：確保氣室復歸後無異常洩漏。氣室復原時，須一併更換乾燥劑及手孔O-ring(圖19)，並實施抽真空1小時及SF6補氣後測漏(圖20)。

另外，PT拆裝過程需以千斤頂輔助，避免PT碰撞盤體，卸下之PT亦需以保鮮膜暫時包覆(圖21)，避免落塵汙染，安裝前需重新清潔表面及塗上專用潤滑脂。氣室內部(如圖22)所示，既有Socket拆下後目視檢查無明顯異常，O-ring亦無變形缺角等狀況；新品套上O-ring塗上潤滑脂定位後，將6顆固定螺絲鎖固，依序(對角鎖)將螺絲迫緊(定磅20Nm)，避免O-ring接觸面受力不均產生可能洩漏路徑。最後將氣室SF6補至壓力1.35bar之後測漏無異常，完成此作業，將每月持續追蹤氣室壓力狀況。

本案例解決CGIS SF6洩漏問題，維持氣室內良好絕緣性能及供電可靠度，透過嚴謹的更換程序及環境控制，大幅降低氣室內相關元件被汙染的可能。

5.結論

F14P6本次耗時3天，順利完成25%高壓設備停電保養，完成6大類高壓電氣設備之保養檢測，並發現GIS CB儲能機構內漏及發電機變壓器絕緣礙子劣化問題，後續將針對此兩件風險進行改善；同時亦完成2項改善措施：更換異常電驛與改善SF6漏氣，降低運轉風險。

本次APM由2022/6月開始規劃，歷經5個月，從工項規劃、PRPO開立、人機料法環檢視、電力操作規劃與跑位、支援人力說明會等，感謝參與同仁支援、友廠經驗傳承與APM團隊技術指導，依規畫按部就班執行，讓此次APM順利完成，畫下完美的句點。