目前台電已於所有營運區處完成配電電腦圖資系統(Distribution Mapping Management System, DMMS)，由於配電地下化及配電系統架構日趨複雜，造成變壓器相別辨識不易，導致DMMS系統所登錄之配電變壓器相別與實際相位不一致，進而影響配電系統分析、規劃及運轉實務方面之推動。
本論文發展一套相位量測系統(Phasor Measurement System, PMS)應用於辨識配電變壓器之相別。由於量測變壓器相別必須透過變電所主變壓器作為相別之參考端，而現場配電變壓器為其量測端，為同步其量測取樣信號，故本文所設計之相位量測模組以全球定位系統(Global Positioning System, GPS)作為其同步量測信號之基準，然而由於配電地下化之發展，導致GPS收訊能力受限，因此本文提出以溫度補償型石英震盪器(Temperature-Compensated Crystal Oscillator, TCXO)，藉由GPS提供之每秒脈衝(1 Pulse Per Second, 1PPS)信號，以模糊控制器進行校調補償，確保數位信號處理器(Digital Signal Processor, DSP)內部時脈能於一小時量測時間內，有效維持取樣同步信號，並使其量測角度誤差小於10度內。而為了現場操作人員之安全，本論文設計之PMS以變壓器二次側進行量測，藉由現場所量測之電壓相位角資料存放PMS內部記憶裝置，透過後端系統進行相位比對及更新DMMS系統之變壓器相位資料，以提高資料庫準確度，並作為三相不平衡分析之依據。

Taipower Company has already completed the installation of the Distribution Mapping Management System (DMMS) in all service districts. However, the phasing attributes of distribution transformers are not very accurate in the database because they are very difficult to be identified for the underground distribution systems which deteriorate the performance of distribution system analysis, planning, and operation of Taipower distribution systems.
To solve the problem, this thesis has developed an innovative Phasor Measurement System (PMS) to support the phasing identification of distribution transformers in a very effective way. The phasor measurement of the transformer in the distribution substation reference site and the distribution transformers in the field are reformed with the Global Positioning System (GPS) to maintain the synchronous timing. For the underground distribution system, it is very difficult to receive the GPS signal. Therefore, this thesis proposes a timing synchronous module with very high accuracy by using the Temperature Compensated Crystal Oscillator (TCXO) to generate highly accurate timing after the initiation for measurement by the Fuzzy controller for error compensation. It is found that the proposed PMS module can maintain the timing synchronous within 10° for one hour period without the GPS 1PPs signal. With the measured phase information of distribution transformers stored in the embedded system, the attributes of transformer phases in DMMS can be updated by comparing the zero cross angles of the phasor measurement at the reference site.

論文審定書 i
誌謝 ii
摘要 iii
Abstract iv
目錄 vi
圖次 ix
表次 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究背景與動機 1
1.2 研究方法與步驟 2
1.3 論文章節概要 4
第二章 電力設備相位量測系統設計 6
2.1 前言 6
2.2 信號取樣電路 7
2.3 資料處理單元 9
2.3.1 微處理機 9
2.3.2 時間同步 9
2.3.3 變壓器電壓角度運算 11
2.3.4 電壓相位比對 12
2.4 全球定位系統 16
2.5 TCXO石英振盪器 31
2.6 資料儲存與變壓器相別顯示 34
2.6.1 嵌入式系統 34
2.6.2 開發環境 37
2.6.3 相位量測系統介面 39
第三章 相位量測系統之校調與實測 45
3.1 前言 45
3.2 模糊理論 46
3.2.1 模糊集合 48
3.2.2 模糊控制器 51
3.2.3 模糊推理的應用範圍 58
3.3 校調量測結果 59
3.3.1 外部振盪器校調 59
3.3.2 校調原理 62
3.3.3 校調量測結果 65
3.4 相位實測結果分析 66
第四章 相別量測模組應用於圖資系統變壓器相別屬性之修正 72
4.1 前言 72
4.2 配電電腦圖資系統 72
4.3 配電網路拓樸分析 77
4.4 配電饋線節點減量 82
4.5 饋線不平衡之原因 84
4.6 配電設備相位量測 85
4.7 饋線變壓器相別核對結果 86
第五章 結論與未來研究方向 97
5.1 結論 97
5.2 未來研究方向 98
參考文獻 99

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