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Tech
Notes
技術專文

識抬頭，高科技廠房的增設，模鑄
圖1、電力變壓器設備生命週期（浴缸曲線）
型變壓器用量大幅上升；或許使用
條件與氣候因素的不同，近年來模
鑄型變壓器不論在半導體廠、化學 故障率
工廠、電視台、捷運系統等都陸續
早期故障區 正常使用期 磨損期
傳出運轉事故。幸運的是這些事故
都未對變電所或廠房引起大火，但
卻有金額龐大的非預期停工損失。
另方面傳統試驗方式並無法對線上
運行中的模鑄型變壓器作有效的鑑
別設備良莠，在所接觸各產業領域
廠務先進們，那些數量龐大的模鑄
型變壓器大多是他們心頭的不定時
炸彈。因此攻克模鑄式變壓器運行 穩定故障區域
狀態的健康管理和故障預警等關鍵 時間
技術，對提升其預防和應對故障的
能力、保障電網/工廠安全穩定運
行具有重要的理論意義與實用價
值。
整歸納使讀者清楚檢測技術現況與 期、磨損期。
台灣廠區依1990~2018運轉統
未來趨勢。第三節研究方法，先讓
計，事故數量高達23次，整體事
讀者知道變壓器匝比值的定義，後 早期失效期
故率為1.7%，廠內2015年至今
續推導提出的兩大模型 ( 變壓器等
有4次，事故率遠高於其它國際大 電力變壓器裝設完畢最初的幾小時
效電路和諧波解耦合 )，並詳細說
廠(<0.39%)。統計從2015年以來 或幾個運轉週期下，發生故障的可
明模型與實務現場的結合。第四節
因製造瑕疵已發生4次高壓線圈短 能性非常高，主要原因為產品設
為根據參數條件下，執行案例並分
匝故障，皆造成火災警報及CO 2 計、原材料、製造缺陷、安裝時所
析匝比值，從中驗證提出方法的有
噴放，單次影響產線影響move 產生的問題。
確性及它的性能。第五節進行結論、
4,500~10,000pcs。近年來文獻研
貢獻及未來研究建議。
究主要針對油浸式變壓器的故障異 正常使用期
常提出改善手法，但是對於模鑄式
過了早期失效期後，電力變壓器品
變壓器內部層間短匝的偵測手法仍
質可達到一個穩定的故障率，該階
為少見，常見技術以局部放電技術 段故障的來源主要原因是材料弱
為主，對此部分，為再增進短匝故 文獻探討 點、無法檢測的缺陷、人為因素、
障的檢測技術，本文提出一套匝比
環境和使用不當等因素引起。如果
值線上智慧預警系統，研製出模鑄 製造商對產品元件有進行充足的測
式變壓器等效電路模型和諧波解耦 電力變壓器生命週期
試、落實完善的維護保養、提前更
合模型，搭配現場電錶資訊與監控 歷年來國內外統計資料顯示電力 換損壞的部件，就可以避免後續磨
平台，不再額外新增設備，以低成 變壓器設備事故多因絕緣故障與 損期中快速衰退的曲線。
本做到線上變壓器匝比值的監控， 老化，所以絕緣材料狀態往往是
為了彌補軟體取樣時間與硬體精 決定電力變壓器設備性能與壽命的 磨損期
確度造成的極端偏差問題，我們 關鍵指標，如能運用檢測技術得知
應用品質製程管制的手法(PR1和 設備的絕緣狀態，進一步加以分析 隨著運轉時數不斷增加，該階段出
PR4)，作匝比值警報訊號的管理， 研究，將可應用於電力變壓器故障 現的故障可能性將急遽增加，主要
提出的方法俾期達到低建置和低維 的診斷與預防，使其設備故障率 由磨損、疲勞、老化和損耗等原因
護成本，取代定期的傳統人工紅外 降低，防止無預警的停電及其所 造成。然而設備自生命週期開始就
線熱顯像掃描作法，同時延展設備 帶來的損失。 圖1為電力變壓器設 能落實完善的維護保養，不僅能縮
使用壽命及供電可靠度。 備的故障率曲線，又稱浴盆曲線 短故障期的時間，且設備劣化趨勢
與速度受到控制，延長整體設備壽
第一節介紹電力變壓器設備故障的 (Bathtub curve)，其中，縱軸代表
命，延後進入磨損故障期。
影響，說明本文要解決的問題和解 故障率，橫軸代表累計的運轉時
決辦法輪廓的概述。第二節探討電 數，具有明顯的階段性，可劃分成 電力變壓器設備維護
力變壓器檢測的技術文獻，並作彙 三個階段：早期失效期、正常使用 針對工廠生產設備在80年代後演變

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