Fab14P7年度維修報告與中壓系統調度經驗分享

1.前言

F14P7為F14A 與F14B共同使用的晶圓廠房，內部製成包括N65/N40(F14A)及N20/N16/N12製程；因為F14P7廠內有2個營運組織單位的機台(F14A/F14B)，所以在執行歲修規劃時，須同時兼顧兩方面的產能排程與影響。台電電力環路與14P8、18P2、18P3同一環路，故進行161kV高壓電力環路相關歲修時，需通知友廠注意環路安全並共同規劃歲修日期。

F14P7在2015年建廠完成，至今歷經2次歲修，F14P7為N12製程且高壓系統為Double Bus Bar的架構，從台灣電力公司兩個不同電源迴路進廠區經過四個主變壓器轉電壓供給下游負載使用。本此歲修F14P7本次歲修準備期約3個月，期間包括工程訂單確認、施工項目及工法確認、物料預置及準備、跨廠支援人力及廠商人員管控協調、操作check list準備、安全教育訓練，有著團隊的分工合作，才能在3個月內將工項都準備完善，並順利完成歲修(表1)。

2.歲修計畫

F14P7 Y2022 小APM，高壓 PM O.I.保養項目共6大類，分為10項工項，執行25%高壓電力設備保養，預計2022/2023/2025/2026四次小APM完成，每次預計36小時，本次小APM分成7/19~7/21三天執行(圖1)，避免長工時造成PM不確實；並透過變電站工程師依Checklist確保PM品質。

2.1 APM人員組織架構圖

APMPM組織分成7組，分為值班組*1、現場管理組*5及機動組，值班組負責SCADA/廣播/戰報，並將現場狀況彙整給電力組長與總指揮，161 kV GIS組負責161kV GIS & 高壓Relay保養與回報，MTR組負責MTR保養與回報，CGIS組負責CGIS & Relay保養與回報，變電站XTR組負責XTR保養與回報，並有現場機動組支援現場工程問題排解(圖2)。

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。小APM電力系統負載由雙邊供電切換為單邊扛載，為穩定廠內電力供應，透過程序管控達到電壓調整設備無感目標，工程師創意發想，電壓降計算小工具，透過MTR及XTR的阻抗及負載電流計算低壓站切換時之電壓變動(負載使用單邊變壓器扛載，會造成單邊變壓器電壓微幅下降，使用原本電壓、變壓器阻抗、負載電流可以計算出來電壓降幅)，決定低壓站切換順序及調整OLTC檔位時機，並建立低電壓警報管控(計算與實際結果符合預期)。(圖3)

本次APM針對電力穩定的方針為，針對U電tool(敏感) :UPS轉INV穩壓，進行378次UPS切換操作。針對N電tool：OLTC 控制BUS 電壓，進行10次OLTC切換操作，電容器投入：穩定低壓站BUS電壓，進行30次電容器切換操作。

2.3 APM 保養維護工程總表

高壓 PM O.I.保養項目共6大類，分為10項工項(表2)，包括5項保養項目及5項維修或體質改善工程(圖4)；保養設備5項分別為161kV GIS、主變壓器、22.8kV CGIS、保護電驛、模鑄式變壓器，而5項維修或體質改善工程，包括161kV GIS避雷指示器更換、主變壓器二號與四號transducer 更換、高壓 CGIS PT新增Fuse更換工程、低壓站模鑄式變壓器底座強化工程及低壓站Relay 設定，以下分別說明。

2.3.1 161kV GIS避雷計數器更換

GIS每個組進線端皆設有3組避雷計數器分別量測R/S/T相避雷計數器作動次數及洩漏電流，F14P7 為雙進線端的架構，總共有6顆避雷計數器。目前廠區使用的避雷計數器為SAM2.0版本，如果計數器沒有電，無法更換電池，需要將整個計數器做更換，此設備約使用10年需更換電池，而本次更換的計數器型號為SAM3.0，沒電只需更換電池即可(圖5)。

2.3.2 MTR油浸式變壓器OLTC 檔位 transducer 更換

14P7 共4顆MTR，每顆MTR皆有1顆OLTC transducer，transducer 的作用是將現場OLTC檔位數值轉換成4 ~ 20mA回傳判斷OLTC的檔位，PM內容：OLTC檔位transducer 更換(圖6)。

2.3.3 22.8kV CGIS PT 更換

根據2017 F15P1 L/L，將原本的PT新增加Fuse(圖7)，用意是當PT故障時Fuse迅速熔斷保護系統，避免影響範圍擴大(從影響一個分路擴大到影響半邊列盤共十二迴路)，本次APM共更換3組BUS PT與1組Line PT，皆已更換完成，且於上線前由震江PD檢測，目前14P7 Day1報告>10pC的Bus PT皆已更換為新型PT，剩餘4組bus PT、3組line PT，將於後續APM持續更換。(表3)

2.3.4 F14P7模鑄式變壓器基座抗震補強

因南科地震Lesson Learnt，模鑄式變壓器需執行基座抗震補強改善，模鑄式變壓器基座抗震補強在平時無法進行，故透過歲修停電時執行，確保變壓器穩定運轉及降低事故發生。變電站模鑄式變壓器共計52顆(需做補強的數量為50顆)，2022年模鑄式變壓器基座抗震補強施作14顆，累計完成數量39顆，施做內容：變電站模鑄式變壓器基礎座安裝強化底座(圖8)。

2.3.5 F14P7 LV-SUS relay 設定值變更工程

為提高低壓變電站Relay供電可靠度，針對F14P5 3/27南亞盤短路事件，技師重新檢討保護協調，規劃西門子7SJ80 Relay設定值。2022 14P7 LV-SUS relay 設定值變更預計施作110顆 7SJ80 Relay，施做內容：新增main & tie ACB 50 I>> & 50 I>>> relay保護設定﹑新增電容器feeder ACB 50 I>> & 51N Io> & 50N Io>> relay保護設定(表4)。

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，工程師則專心負責保養正確性及施工安全。7/19 APM參加人員共66人(工程師共15人，廠商51人)，08:00~19:00，7/20 APM參加人員共143人(工程師共34人，廠商109人)，08:00~21:00，7/21 APM參加人員共89人(工程師共26人，廠商63人)，08:00~20:00，APM時間36小時，如表5所示。

3.執行成果

全廠小APM執行25%高壓電力設備保養，不影響工廠生產。F14P7 於7/21 (四) 順利完成全廠小APM(依PMOI

執行25%高壓電力設備保養，不影響工廠生產)，本次保養共執行10項工程(5項PM作業，5件系統改善)。

3.1 APM當日進度管控表

APM共10項保養工程執行，共10項工程於7/19 ~ 7/21進行，工程Roll-back Plan如表6所示(舉第一天為例)，黃色底為確認時間點，綠色底時間確認時如進度嚴重延遲將判斷收尾復歸作業是否啟動，本次歲修10項工程皆在預期時間內完成，進度皆符合或超前原定計畫，歲修當天配合現場工程師每小時回報並記錄於中控室海報，確保工程進度符合預期如。

3.2 APM歲修保養項目完成統計表

本次14P7以系統保養分類共計6類，包括：1. 161kV GIS 保養共2套，2. RCP Relay保養共3顆，3. MTR保養共1顆，4. CGIS 高壓盤體共33套， 4. 模鑄式變壓器共 36顆，5. Relay保護電驛測試共57顆，6.低壓盤體健檢22套，APM歲修保養項目完成統計表，如表7所示。

本次保養發現6項缺失(主變壓器乾燥劑變色、釋壓裝置漏油、檢視孔螺絲滲油元件滲油，發電機升壓變壓器礙子絕緣劣化、保護relay IO異常、低壓盤錫鬚與異物處理)，為避免廠區因變壓器事故導致部分停電，未來將針對全廠變壓器進行絕緣礙子檢測。

3.2.1. 主變壓器乾燥劑變色、釋壓裝置漏油異常處理

於日常保養時發現主變壓器釋壓裝置滲油，經與原廠確認，可於本次APM實施做滲油改善，進行螺絲重新鎖復，本次施作完畢經觀察3個月滲油問題已解決，並未再次發生。(圖9)

變壓器內部的絕緣油與空氣是隔開的，主變壓器的油位會因熱漲冷縮導致變化，所以在變壓器油鼓內有橡皮氣袋，氣袋內的空氣與外界相通，為了確保氣袋內空氣為乾燥空氣，所以氣袋呼吸器乾燥劑若吸濕功能降低(變色)，則有必要更換(如圖10)

3.2.2. 發電機升壓變壓器礙子絕緣劣化處理

保養發電機站模鑄式升壓變壓器5套，佔全廠區7%(=5/73)，其中絕緣電阻試驗發電機站全數未通過(圖11)，因發電機房為半戶外空間，環境較潮溼，介電因素較差，而低壓站的模鑄式升壓壓變壓器則全數通過測試，經分析如下圖所示，置於半戶外的模鑄式變壓器，目前絕緣礙子為電木材質，建議未來改用陶瓷式礙子，並每年全檢半戶外式變壓器礙子絕緣。

3.2.3. 保護relay IO異常處理

本次APM CGIS 高壓Relay測試項目為Relay保護功能確認、CB、DS、ES機構連鎖電氣及機械可操作功能檢查(表8)，Relay輸出點的健康度Relay本體無法自體檢測，故在APM執行Relay輸出點檢查是必要的，本次APM在進行電氣操作功能檢查時，於下表操作狀態在Local，全部開關未投入狀態、準備送電、準備接地狀態時CB要可以接受CB 投入命令，但是檢測出NH-432 7SJ64 Relay CB 投入的輸出點位異常，使用備品更換後，功能恢復正常。

3.2.4. 低壓盤錫鬚與異物處理

APM前進行低壓站異物及錫鬚檢查，區分高中低風險等級，高風險為有立即風險，中風險等級為須持續觀察避免事故發生，低風險等級為有異物但無發生事故風險。

本次發現2筆高風險，5筆中風險，針對高風險異物進行改善。取出異物需要進行半站低壓暫停電，將影響約180台機台，所以與工廠配合以最小影響範圍達到風險控制，與工廠配合進行18台機台N電部分停電，並在低壓盤內加裝盛物托盤(圖12)，避免帶電銅排短路風險，風險等級由高風險降至中度風險，預計在2023年施行中APM將7筆風險排除。

4.檢討傳承

4.1 GIS 平常無法做PM與跳脫測試風險管理分享

GIS 平常無法執行PM：SF6 保養 / Hydraulic pump 檢查 / 接觸電阻量測。風險管理有價值地方： Hydraulic pump油面畫記、87 Relay & CB trip 誤動作預防(圖13)。

4.2 MTR 平常無法做PM與跳脫測試風險管理分享

MTR 平常無法執行PM：OLTC 保養/換油與MTR跳脫點測試風險管理，廠內MTR常年為運轉狀態，藉由年度歲修停電，進行保護電驛跳脫測試，為防止誤跳脫其他MTR，於跳脫測試前可加兩道保險作防護

保險一：8D開關切離(控制電)，被測試MTR進行跳脫測試時，使用三用電表DC檔位量測跳脫接點電壓值(釋壓)，與待測試MTR接點電壓值對應為零，若有顯示值則可能為其他台變壓器的接點(圖14)。

保險二 : 其他MTR 43開關切至disable(Relay測試)

日常看Trend chart 發現OLTC數位轉換器訊號回傳失真，藉由APM更換新品，讀值正常顯示(圖15)。

4.3 F14P7夏季APM冰機站負載風險管理分享

夏季APM因冰機站(N5站)負載高，所以投入6組電容盤提升冰機站功因，降低負載約10%，單邊切換負載調控，單邊扛載變壓器65%，雙邊每顆負載變壓器<50%(圖16)。

廠內所使用的電容器規格為4.16kV等級，虛功補償能力為1200kVar，電容容值為86.45μF，投入電容器前請機電顧問公司進行電容器量測檢查，電容值於86.45±10%為合格範圍，檢測結果正常。

5.結論

依據FAC Power APM Ground Rule，F14P7首次執行三年一輪歲修模式，已順利完成25%高壓設備停電保養。配合OLTC電壓調整、電容器投入、UPS切換至INV模式，達到APM操作使設備端無感。中壓站負載調配並配合中壓站電容器投入，使夏季中壓站也可單邊扛載，以利中壓模鑄式變壓器保養。感謝APM team分享各廠的經驗，讓APM準備減少自己摸索的時間，亦感謝F14B/14A/18A廠區同仁在切換或保養上強力支援，讓此次APM順利完成。