Chapter 2工業配電基本觀念

Chapter 2工業配電基本觀念

2.1 配電設計原則 ....................................................................1

2.2 配電設計步驟 ....................................................................1

2.3 電力系統之基本架構 .......................................................1

2.4 系統電壓 .............................................................................2

2.5 工業配電系統之線路配置型式 .....................................6

2.6 供電方式 ........................................錯誤! 尚未定義書籤。

2.7 負載特性之定義 ...........................錯誤! 尚未定義書籤。

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心得

Chapter 2

工業配電基本觀念

本章你要知道台電電力系統組成方式與工業配電配置型式，了解

負載因數、需量因數與參差因數的意義，由此求得變壓器的容量

至少要為多少，最後再熟練本章最後 91 年電機工程技師這題綜合

題型，就可知道大部份公式的應用。喔!對了也要知道怎麼畫負載

曲線喔。

2.1 配電設計原則

說明：

安全性 經濟 操作簡便

系統可靠 彈性 系統擴充與改善

運轉維護 器材設備之選擇

2.2 配電設計步驟

(1)估計動力負載 (2)估計照明負載

(3)工廠負載概算 (4)估計最高負載

(5)決定受電電壓及受電方式

(6)選擇最適當的配電型式

(7)有無自備發電機 (8)繪製單線圖

(9)計算故障電流 (10)電壓降及閃爍電壓的檢討

2.3 電力系統之基本架構

電力系統可分為三個主要部分：發電系統、輸配電系統及配

電系統。一般所稱工業配電係指電力公司與用戶之責任分界點至

各種用電設備的系統。

81 年高考、87 年高考、87 年專技

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V161k

V161k

2.4 系統電壓

（1）系統電壓之定義

公稱電壓：

公稱電壓不是指單一電壓，所指單一數值代表著一數值上下

某一範圍內之電壓，該值略高於實際運轉電壓之平均值。例

如運轉電壓範圍自 6210V 至 7240V 之配電系統，其系統公

稱電壓為 6.9kV。

供電電壓：

供電電壓係指供電系統在責任分界點處對用戶所供之電壓，該電

壓亦非指單一電壓，乃指某一範圍之電壓，如系統電壓為 4.8kV

者，其供電電壓在 4.56kV～5.08V。

用電電壓：

供電電壓

電力公司供電至用戶責任點實測之電壓。(84 年普考)

額定電壓

使發電機、變壓器、開關設備及電容器獲得最佳性能的

電壓。選擇額定電壓的方式在於燈具應與系統電壓相同，電

動機一般比系統電壓低，這是因為性能的關係，將在第 5

章說明。

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觀念

解釋名詞

責任分界點（Duty point）

台電供電設備與用戶用電設備之接續處稱為責任分界

點（以下簡稱分界點）。自分界點以下用戶側設備（除台電

之電表及其附屬設備如整套型計器 MOF 外）其產權屬於用

戶，並由用戶負責維護。分界點以上電源側設備由台電負責

施工維護。

MOF：計量用電表

內裝有比壓器（PT），比流器（CT）及瓦時計（kWH），為台

電作為收費之依據。

契約容量

用戶申請用電時與電力公司約定最高需量（15 分鐘平

均值）為契約容量，低壓電力用戶不得少於 10kW，高壓電

力用戶不得少於 100kW。契約容量是計算基本電費及罰款

之依據；用戶之每月用電最高需量未達契約容量時，以契約

容量計收基本電費，超過契約容量時，超過部份以三倍計收

罰款。

基本電費：

按所訂契約容量收費，高壓用電每仟瓦（kW）每月 180 元。

流動電費：

按每月實際用電，以累進方式計收，平均每度 2 元。

超過契約之罰款：

當每月用電的最高需量超過契約容量時

超過 10%部分以內 2 倍計收基本電費

超過 10%以上 3 倍計收基本電費

跟台電簽訂的契約容量可不是各用戶設備容量的總和，一般經驗

處理方式，是將各用戶設備容量的總和打 4~5 折作為契約容量的

依據，當系統運轉一年後再請管委會跟台電做調整。

契約容量沒有一定的計算方式，要用統計方式來做處理，定太高

會浪費，定太低又會被罰款，這是一個不錯的學術題目。

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範例 電費計收

甲、乙兩用戶每日用電均為 960 度，其負載曲線如下所示，

若不計罰款，全月電費各為若干?

解

(a) 甲用戶最大需量為 40kW。

基本電費 180 元/kW×40(kW)=7200 元

流動電費 2 元/度×960×30=57600 元

故合計 7200+57600=64800(元)

(b) 乙用戶最大需量為 960kW。

基本電費 180 元/kW×960(kW)=172800 元

流動電費 2 元/度×960×30=57600 元

故合計 172800+57600=230400(元)

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觀念

範例 電費計收，計算罰款

某用戶契約容量 200kW，(a)元月份用電 100,000 度，最高需

量 180kW，(b)二月份用電 100,000 度，最高需量 230kW。試求

一、二月份電費分別為若干?(基本電費每仟瓦每月 180 元，流動

電費每度 2 元)

解

(a)元月份最高需量未超過契約容量，按契約容量收費。

基本電費 180 元/kW×200(kW)=36,000 元

流動電費 2 元/度×100,000=200,000 元

故合計 36,000+200,000=236,000(元)

(b)二月份最高需量超過契約容量，超過部份要罰款。

基本電費 180 元/kW×200(kW)=36,000 元

流動電費 2 元/度×100,000=200,000 元

罰款 180 元/kW×2×(220-200)=7,200 元

180 元/kW×3×(230-220)=5,400 元

故合計 36,000+200,000+7,200+5,400=248,600(元)

1.電費計算注意是以一個月為範圍，基本電費是以契約容量為依

據，就跟手機的基本通話費一樣，不管有沒有用都要繳的。

2.流動電費是你每個月用多少度電乘上一度電多少錢。

3.罰款是每月用電的最高需量檢查有沒有超過契約容量。

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2.5 工業配電系統之線路配置型式

範例 92 年電機工程技師

一、考量各項因素，現有配電系統型式有那五種?試述之。

(20 分 )

解：

1.配電系統之電路配置方式有下列五種

(1)一般工業配電系統採用最多者為輻射型，其線路配置如

下所示。缺點遠方負載需有較長的低壓配電線路，末端電壓

降較嚴重。

(2)一次側選擇型：變壓器的一次側有兩電源，一為正常電

源，另一為備用電源。對電源而言，供電可靠性提高兩倍，

其電路配置如下所示。

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(3)二次側選擇型：在變壓器之二次側，增加一個聯絡斷路

器 (Tie CB)，當一組變壓器故障時，另一組變壓器要供電兩

組兩組變壓器的負載，所以每只變壓器的容量要增加一倍，

其電路配置如下：

(4)常閉式環路 (一次環路型 )：二饋線形成一個環路，而在環

路中某一點啟開，在每一個供電點，需有二劇開關，供操作

之用，正常運轉時，相當於輻射型，其電路配置如下：

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(5)二次網路型、重點網路：當一饋線或一具變壓器故障時，

不會停止，且瞬間的停電亦可避免，其變壓器的二次側並聯

在同一匯流排上，特點為供電可靠性非常高，其電路配置如

下：

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範例 87 年電機工程技師

一、何謂重點網路(spot network)?其適用場合為何?優缺點為何?

請條列並簡要說明之。(20 分)

解：

網路(network)有二次網路及重點網路兩種，在工廠或大樓採

用重點網絡，主要是供電可靠性非常高，當一饋線或一具變壓器

故障時，不會停電，而且瞬間的停電亦可避免。由兩或三饋線供

電的兩具或三具三相變壓器，其二次側並聯在同一匯流排上；變

壓器的一次側用熔絲保護，各變壓器的二次側使用網路保護器，

並聯在同一匯流排上，接線如圖所示。

網路保護器的構造，包括一具電動操作的低壓斷路器，二具

方 向 性 電 力 電 驛 (Directional-Power Relay) 及 相 電 壓 電 驛

(Phasing-Voltage Relay。)

當二次饋線發生故障時，該故障饋線上連接的變壓器的電

流，由二次側匯流排網路保護器流向故障點，導致方向性電力電

驛動作，啟斷網路保護器，將二次側故障點隔離，同時一次側的

饋線斷路器跳脫。當故障清除後，饋線斷路器投入，饋線加壓使

電力由一次側流向二次側，網路電驛動作，使網路保護器自動投

入，恢復正常系統。變壓器發生故障時，其一次側的保護熔絲熔

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斷，二次網絡保護器的方向性電驛動作，啟斷網絡保護器，隔離

故障的變壓器。

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