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Lecture 06
Voltage drop
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1. 電壓降(Voltage Drop)
2. 最高電壓(Maximum Voltage)
3. 最低電壓(Minimum Voltage)
4. 電壓變動幅度(Voltage Spread)
5. 電壓調整率

無載電壓 - 滿載電壓
100%
滿載電壓
6. 標稱電壓(Nominal Voltage)
7. 額定電壓( Rated Voltage )
8. 供電電壓( Service Voltage )
9. 用電電壓( Utilization Voltage )
10.基準電壓( Base Voltage )
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受電電壓
218v
25Hp
M
Taipower
額定電壓
(11.4KV)
11.4K / 220V
220V
受電電壓
215v
責任分界點
供電電壓
(11.2kV)
M
10 Hp
220V
Bus 220V
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依電工規則說明，供應電燈、電力、電熱或該等混合負載之低壓分路，
其電壓降不得超過該分路標稱電壓百分之三。分路前尚有幹線者，幹
線電壓降不得超過百分之二。
電壓降對用電設備之影響
(1) Motor(  10% )
V  10%  Torque  19%  I full  11%  T o  6 ~ 7 o C
V  10%  Torque  21%  I full  7%  T o  1 ~ 2o C
(2) Lamp(  5% )
V  10%  efficiency  30%  illu min ation  life  200 ~ 300%
V  10%  efficiency  13  illu min ation  life  13
(3) Fluorescent Lamp(  10% ) T5/T8/T9/Hilex(T3管徑)
V  10%  illu min ation  10%
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(4) Mercury Lamp(  10% )
V  10%  efficiency  30%
V  20%  無法啟動
(5) Heater (  10% )
V  10%  power  20%( 19%,21%)
V  10%  life 
(6) Capacitor (  10% )
V  10%  Q  20%(19%,21%)
(6) Magnetic coil ( 15% ~ 10% )
Magnetic force  V 2
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電壓變動:
(1) 電壓降(Voltage Drop):線路壓降
(2) 電壓閃爍(Voltage Flicker):負載變動
RL  jX L
Vs
Vs

I
I
Vload
Vload
IRL
R  jX
cos
IRL cos
IX L
IX L sin 
Single phase system
Vdrop  (Vload cos   IRL ) 2  (Vload sin   IX L ) 2 V load
 IRL cos   IX L sin 
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Line voltage drop Vdrop  KI ( RL cos  X L sin  )
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
34W
34W
33W
12W
13W
13W
phase voltage drop K  1
line voltage drop K  3
line voltage drop K  3
line voltage drop K  2
line voltage drop K  2
phase voltage drop K  1
線路壓降百分比:
KI ( RL cos  X L sin  )
3I ( RL cos  X L sin  )
100% 
%
1000  KV
10  KV
3 ( KV  I )( RL cos  X L sin  )
( KVA)( RL cos  X L sin  )
e% 
100
%

%
2
2
1000  ( KV )
10  ( KV )
e% 
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Example
三相75HP電動機，電壓為220V，功率因數0.8，使用導線線徑100mm2，
長度100m，按金屬管配線，導線的阻抗為(0.195＋j0.114)Ω/Km，試(a)
計算其電壓降，如果使用相同的電線，(b)電壓改為380V，則電壓降為何？
(a)
75HP  75KVA
75000
I
 197 A
220 3
100m
e  3 197(0.195  0.8  0.114  0.6) 
 7.65
1000m
7.65
e% 
100%  3.48%  3%
220
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(b)
75HP  75KVA
75000
I
380 3
100m
e  3  I (0.195  0.8  0.114  0.6) 
1000m
e
e% 
100%  1.17%  3%
380
另法:
提高電源電壓可以改善線路壓降
e% 
( KVA)( RL cos   X L sin  )
100%
2
1000  ( KV )
100
75(0.195  0.8  0.114  0.6)  1000

100%
2
1000  (0.38)
 1.17%
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改善線路壓降的方法:
( KVA)( RL cos  X L sin  )
e% 
%
2
10  ( KV )
(a) 提高電源電壓
(b) 改善功率因數
(c) 換粗一點的導線
上例中若將導線換為導線線徑125mm2導線的阻抗為(0..150＋j0.113)Ω/Km
則e%=2.9%
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變壓器電壓降計算:
e% R%cosθ X%sinθ
其中
KVALoad
KVArated
負載電流變化比
KVAL：變壓器的負載。
KVAT：變壓器的額定容量。
R%
：變壓器的百分電阻。
X%
：變壓器的百分電抗。
Example
某變壓器容量為1000KVA，阻抗(1.6+j5.5)%，變壓比為1l.95KV/230V，
實際負載為750KVA，P.F.=0.8，若一次電壓保持11.95KV，試計算其電壓降
及二次側電壓。
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e% R%cosθ X%sinθ
KVALoad
KVArated
750
e%  (1.6  0.8  5.5  0.6)
 3.435%
1000
V2  230(1  3.435%)  222.1V
大型電動機之啟動電流約為其額定電流之6~8倍，此啟動電
流亦會引起電壓突降
Example
某工廠的自備變電所，主變壓器為5000KVA，變壓器電抗為5.0%，69KV
側之短路容量為1500MVA，2000HP電動機的電抗為16%，試計算該電動機啟動
時出電源側及二次側所引起的電壓降百分率各為多少?
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1500MVA
M
2000Hp,480V
x  16%
69 KV / 480V
5000 KVA
x  5%
上例之標么阻抗圖:
0.05
5000
 0.0033 pu
1500  1000
5000
 0.16  0.4 pu
2000
Sb  5000 KVA
電源側所引起的電壓降百分率:
0.0033
 0.00728 pu
0.4  0.05  0.0033
二次側所引起的電壓降百分率:
0.4
 0.88 pu
0.4  0.05  0.0033
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電壓閃爍(Voltage Flicker)
配電系統中之電燈負載常因系統中其他設備之電流變
動激烈而產生閃爍(Flicker)現象。引起閃爍電壓的主要設
備有：
1.煉鋼用電弧爐。
2.軋鋼電動機。
3.換向器負載。
4.電焊機。
5.碎石機用電動機。
目前我國暫訂標準為每秒變化10次，閃爍電壓變動率最大
容許值為1.5%(日本為1~1.5%，美國為0.5~1.0%)。若超過最大
容許值時，必需設法降低其閃爍電壓變動率至規定容許值以下。
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V  IRL cos   IX L sin 
VIR cos   VIX sin 

V
PR  QX

V
線路上通常R<<X
QX
V 
V
V QX

 2
V
V
改善閃爍電壓變動率可由Q值下手
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改善閃爍電壓變動率
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
以專線單獨供電
提高供電電壓
增加短路容量
利用並聯同步調相機降低Q值。
在線路上串聯電容器以降低X值及Q值。
變動負載並聯電容器組。
利用緩衝電抗器與變動負載串聯，藉電抗器之限流
作用改善閃爍電壓。
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變動負載
SM
變動負載
lamp
抗流圈
變動負載
lamp
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電壓閃爍計算
與計算電動機啟動時電壓突降的方法相同(用標么值)
Example
某一30噸電弧爐配電如下求電弧爐投入後69kV側匯流排之電壓閃爍變動
率?
Main Tr
1200MVA
Test point
電弧爐
x%  40%
0.3275  j1.0125
69 KV / 11.4 KV
11.4 KV / 0.3KV
15MVA
x%  7%
12.5MVA
x%  8%
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上例之標么阻抗圖:
Sb  12.5MVA
Xs
12.5M
 0.0104
1200 M
0.07
(0.3275  j1.0125)(
V % 
X Tr
X line
X fTr
0.08
12.5
 0.05833
15
0.4
12.5
)  0.002658
69 2
X s X line
 0.02368 pu  2.368%
X s X line  X Tr X fTr  X f
V %  1.5%
V % 
X s X line
 0.015
X s X line  X Tr X fTr  X f  X C
11.42
 3.3176
串聯電容: X c  0.3191 pu  0.3191
12.5
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20
Xf