電網分析

電網分析（Power System Analysis）是針對整個電力系統（從發電端、輸電、配電到用電端）進行的技術性分析，目的是確保供電安全、穩定、經濟與高效率。這項分析涵蓋了從電壓穩定、潮流分布、故障診斷到諧波干擾等各個面向。

✅ 電網分析的主要目的

目的 說明
保證供電穩定性 確保各用電點電壓、頻率、功率品質正常
提升電能效率 減少線損、提升功率因數、優化潮流
異常狀況診斷 預防短路、過載、諧波干擾、接地故障等
協助規劃與擴容 作為增設設備或升級系統的依據
法規與驗收要求 滿足如 IEEE 519、IEC 61000、台電標準等規範

🔍 常見電網分析項目與工具

分析項目 內容說明 工具/方法
潮流分析（Load Flow） 分析電壓、電流、功率分布狀況 ETAP、DIgSILENT、CYME
短路分析（Fault Analysis） 模擬三相短路、單相接地等故障 根據 IEC 60909、用故障模擬工具
諧波分析（Harmonic Analysis） 測量或模擬諧波污染（3、5、7次等） Power Quality Analyzer、PQube、EMTP
電壓跌落（Voltage Sag）分析 分析啟動馬達、大型負載影響 錄波器、PQ 測試儀
功率品質分析（PQ Analysis） 分析功率因數、頻率漂移、不平衡等 Fluke 435、Hioki PW3198 等
電能使用效率分析（Energy Audit） 用電趨勢、負載曲線、尖峰削減 Smart Meter、EMS 系統
可靠度分析（Reliability Analysis） 評估供電中斷、平均中斷時間（SAIDI, SAIFI） 經統計數據或模擬工具計算

🧰 常用分析儀器與軟體

類型 工具/品牌 說明
電網分析儀 SEW標準電機 4126NA,2126NA,2726NA 分析電壓、頻率、諧波、突波、電壓下陷等
錄波器 Dranetz、Yokogawa 長期記錄異常事件
模擬軟體 ETAP、DIgSILENT PowerFactory、PSCAD、CYME 電力系統建模與潮流、故障模擬
SCADA 整合 Siemens、GE、ABB 實時數據與分析整合

📈 電網分析範例：簡易潮流分析步驟（用 ETAP 或手算）

  1. 建立單線圖（Single Line Diagram）

    • 包含電源、匯流排、變壓器、饋線、負載等

  2. 輸入參數

    • 額定電壓、阻抗、負載容量、功率因數等

  3. 選擇分析方式

    • 牛頓拉夫森法（Newton-Raphson）或直流潮流（DC Load Flow）

  4. 執行計算

    • 得到每個匯流排的電壓、每條線路的電流與損耗

  5. 分析結果

    • 找出電壓過低/過高點、過載元件、線損比例等

📘 實務應用場景

應用情境 分析建議
🏭 工廠新增高耗能設備 需做電壓跌落與短路容量分析
🏢 建築物用電異常、跳電 做 PQ 分析與瞬變紀錄
⚡ 發電廠併網規劃 須做潮流、穩定度與故障電流模擬
🔌 太陽能併網 須模擬諧波回注、反孤島效應檢測
🧰 維護性工程（PM） 周期性功因、諧波、漏電與接地阻抗分析

⚠️ 分析注意事項

項目 說明
實測與模擬應搭配使用 單靠模擬無法反映現場突發異常
諧波分析需多點量測 否則可能漏掉源頭或共振點
潮流分析應考慮最大與最小負載情境 以評估供電彈性與風險
資料要更新 如線路、變壓器參數過舊會導致結果誤差大
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