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Thursday, May 8, 2014

沒有核四台灣會不會缺電?

林登峯

核四的發電量佔台灣整個發電量的6.6%。如果停建核四(或建完不商轉),台灣會不會缺電?會不會影響台灣的工業發展?如果沒有核四,要用什麼替代?

在回答這個問題之前,我想提出一個簡單的問題,請大家想一想。

台灣對電力的需求

過去十幾年來,據我所知,台灣的工廠至少有一半搬了出去,人口也有大慨有一百萬人搬到外國。用電最凶的工廠少了一半,台灣的用電需求不會相對減少嗎?除非那些沒有搬出去的用電量增加百分之一百以上,工業的用電量應該是減少才對啊。台電除了核四以外,也一直在擴廠及蓋新電廠,怎麼還會缺電?就是民間的用電有增加,有可能增加那麼多嗎?還有,我們不是到處都在推行節電的措施嗎?新旳冰箱,電視,甚至是電燈泡不是都比以前更省電嗎?應該是有剩呀!怎麼會因為沒有核四就馬上電不夠?

所以我查了一下台電公布的電量使用情況。我把2000 年到2013 年的用電變化作成下表(單位是百萬度)。其他用電指住宅及工業用電以外的,包括商業用電。

   

住宅用電
工業用電
其他用電
總和
2000
                      47,644
                      67,379
                      27,357
    142,380
2013
                      59,416
                   105,130
                      37,399
    201,945
增加率
24.7%
56.0%
36.7%
36.7%


住宅用電和其他用電13年間的增加應是合理。但是工業用電增加56%,坦白說感覺心裏毛毛的。剩下的那不到一半的工廠用電增加為原來的三倍以上? 

我有沒有見到鬼?

三相輸配電

再深入研究,原來是有一些牛鬼蛇神在做怪!

去年六月初的一個周未,坐下來觀看三立電視對電學泰斗陳謨星的專訪。剛剛開始看時,實在有點困惑。陳謨星的口氣很重,批評馬英九和台電都很不客氣。看完以後才瞭解為什麼。

他講的一些是非常專業的東西。有些在文字版的新聞報導中完全看不到。事實上,他非常俱體的回答了我的幾個問題。下面我把他講的「翻譯」一下。

現在全世界大的電力傳送都是用三相傳輸。

什麼是三相傳輸?城市裏也許比較少見,但是只要到郊外就可看到傳輸電力的高壓線,稍微注意一下就會看到都是有三條線。再仔細看,就會看到旁邊還有一條比較細的線。平常我們在家裡用電不是都是兩條線嗎?

為什麼要用三+1條線呢?

原來平常大規模的電力傳輸都是一次傳輸三對。每一對有兩條線,三對加起來就有六條。每一對都有一條是電流流出去,另一條是流回來的。我們如果用三條粗電線的一條做為流出的,細的那一條是流回來的。每一對流回來的都是共用細的那一條。這樣,我們就可以有三對的電路,但是只用三條電線加上一條共用的電線就可以。

典型的高壓電力傳輸,三條粗線及一條細線


如果三對都共用一條電線做流回來的,那電流不是大三倍,要用三倍粗的線嗎?

不是。這就是三相輸送電最精妙自地方。因為傳送的是交流電,電流是流出去又流回來,來來回回,所以只要把三對電路的電流都弄得一様大,流出的時間錯開,那公用的電線的總電流就可以變成接近於零。所以用很細的就可以。本來要六條線,現只要三條再加一條很細的就可以了。這樣,電力傳送的設備就幾乎可以省下一半的錢。這種技術叫做三相傳輸。

三相傳輸,最重要的就是要把三條電路中的電流弄成儘量相等,電流流出的時間均勻的錯開,達到所謂的「三相平衡」。因為電流流過銅線都會產生熱,消耗能量。現在只要平衡了,那一條共用的電流接近於零,使得損耗減少了一半,變成效率最好。



另一類型的高壓電力傳輸,在美國,用在34.5kV以下時,上面細線是用來做共同線及地。用在69kV 以上時,就變成三線式(叫做Δ接線)上面的細線就變成避雷線

三相傳輸中也有只用三條線旳,沒有那一條共用的細線。雖然是不太一樣,但是基本上都是要三相平衡才能達到最好的效率。也因為這樣,工廠用的很多大型馬達或大公司的大型冷氣機也都是三相的。

陳謨星的指控


陳謨星指出,台灣的電力傳輸,大慨有三十五趴是不平衡的。正常的電力傳輸,都是把發電廠的電用變壓器變成高壓。三相傳輸當然是要用三個變壓器,但是台電在很多地方都只用兩個。變成電力的傳輸不平衡。很多的電都在傳輸過程白白消耗掉了。他把這個叫做「丟電」。他認為台灣的「丟電」的量會有三個核電廠的量加起來那麼多!



所以就是沒有核四,只要能夠把那些「丟掉」的電拿回來,會比核四能發出來的電還多。也就是說,只要台電「照步來」,就是沒有核四,台灣的電還剩很多。

陳反對台電漲電價,單單拿回「丟電」,就有可以把成本降下很多。現在卻全民買單,在當冤大頭!

另外他也指出因為三相不平衡,許多工廠的電表讀出的數目比實際用電量還高。所以台灣的用電量並沒有那麼高。

只有這個講法,才能解釋為什麼台灣的工廠搬出了一半,工廠的用電量還會增加200%以上。

陳謨星有沒有可能是在吹牛?可能性應是很小。他在台電有好幾個學生,都保持連絡。他的資訊應該是從他的學生那邊得來的。如果不是這樣,我實在怎麼都無法算出十幾年來的用電量會增加36.7%

台電的牛鬼蛇神在做什麼?

台電為什麼故意弄成「丟電」?

我不禁想起了約十年前的一個往事。

那一次,我在美國應邀做了一個學術演講。演講後,一個台灣同鄉來找我。他是在在GE的工作的核能工程師。很顯然他是開了好幾個鐘頭的車子才到演講的會場。他告訴我,幾年前他們有很多人在核四還沒有開標就開始在美國做臺灣核四的工作。我說,是幾個人吧?他說,不是,是好幾個部門,是很多人。

他問我為什麼還沒有開標的工程就開始動工了?他一直問我怎麼有這個可能?我說我也很想問他同樣的問題。

不過我想這個問題和為什麼要「丟電」是一様,台電裡面應該有人知道為什麼。

至於沒有核四台灣會不會缺電?短期內(五年內)當然不會,應該還會剩很多。

沒有核四,要用什麼替代?

要用什麼替代?我建議還沒有替代發電廠以前應先把人先替代掉。把副總經理以上及負責財務的人全部換掉。相信很多電就會跑出來。

從2000年到2013年,根據台電自己公佈的數字,發電容量從296 億瓦增加到412億瓦。十三年間增加了39%,相當於大約4.3座的核四廠。就是在這13年間,當大家在吵要不要用核四時,台電己蓋好了發電量有4.3座的核四的發電廠!所以要蓋相當於核四發電量的「普通」發電廠,三年就夠了。台電並沒有動用任何的核能,增加發電容量並沒有什麼困難呀!唯一不同的就是這些非核的發電廠比核電廠便宜很多。實在想不出為什麼不能繼續再做同樣的事?

另外台灣也有相當的太陽能產業及科技人材,我們為什麼不花一點心血來扶持自己的工業多發展一些太陽能電廠為年輕人創造更多的機會看看美國和德國,難道我們不能學學?





41 comments:

  1. 兩張圖片中的電桿與電塔上的那條細線不是N相,而是架空地線,目的是防止落雷用的
    第一張應該是69KV線路的電桿,69KV用的是三相三線Δ接線,而不是你說的六條線其中三條流回來的線共接的三相四線Y接法,第二張的電塔電壓我比較不清楚,但應該是兩迴路的線路也是Δ接線
    陳模星所說的是配電11KV級的部分,這部分採用三相四線,台電目前只有桿上變壓器會用兩具變壓器採U-V接線而不是他認為能省電的Y-Y接線,而在台電二次變電所內的主變壓器採用的是Δ-Y接69KV轉11KV,轉成11KV後會接很多開關後引接到道路上的電桿或者地下電纜,台電用U-V接線主要是考量裝桿的複雜度,與電桿的耐重問題,且一般民生用電多沒有在使用三相設備,所以台電要考慮的是在引出去的11KV線路上要維持三相"整體"的平衡,而不是個別U-V接線變壓器的平衡,民生用電也沒三相馬達可以用,另外,工廠用電部分,工業用戶會自備變電設備,台電只負責將三相引入,他們自己要維持平衡與虛功補償以節省電費支出,當然最終台電還是會在變電所或電廠裝設電表觀察實際的三相負載以補償,但是一般當然很難做到時時都平衡,畢竟沒辦法規定用戶在某段時間不能用電或要用電來平衡三相電流,但是一段時間若發現不平衡還是會做個別的調整,所以陳模星說的丟電我並不認為有他說的如此嚴重,他的觀察當然是出於他的專業理論,但是與實際台電目前的運作則有很大的出入,尤其是天然氣的成本估算,在美國都是直接以管路接到電廠的,在台灣則是要將天然氣壓縮液化後裝載上船運輸,然後運到台灣後要有儲存的氣槽,這些成本他都沒估算到,所以結論才跟他所說的差異這麼大

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    1. 本文中的圖片是美國的圖片,不是台灣的。

      圖一是一般在鄉下常看見的。我認為電壓可能不是像台灣的69KV那麼高。我所知的,後段大部份都是Y的接法。

      以圖二為例,很多類似的相片都下面六條上面一條,所以上面是地線,可能都是Δ接線。但是圖二的接法是有可能是Y的接法。


      我在三相傳輸的最後一段也提到沒有N線的三線接法,就是在講Δ接線,相信你也看得出。
      不管是陳的訪談或我的文章,都沒有質疑住宅用電。唯一有疑問的是工業用電。請你再讀一下。關於電價問題,我在這篇也完全沒提。陳對於台電accounting 方式的質疑,我相信台電應該回答。

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    2. 還有 open Δ,就是你所說的U-V 接法,效率只有87%。

      請見 Nick Fowler, "Electrician's Calculations Manual, Second Edition", McGraw Hill Professional, 2011

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    3. 遇到這種專業問題,似乎台電也是啞巴吃黃連,畢竟數字就在那邊,但是要瞭解的是87%的效率指的是什麼?這指的是Δ與open Δ的單相變壓器容量由原本的100%降到87%,而損失的13%並不是憑空消失,而是被拿來當被拆掉的那台變壓器容量了,也就是說open Δ的三相總容量=2/3*0.866=58%,這個數值的比對基礎是與原來三顆變壓器Δ接來對比的,所以若要維持原來的三相變壓器容量,則要在兩顆open Δ接線時採用容量較大的變壓器(1/0.58=1.72倍)
      變壓器真正的損失只有鐵損銅損,這兩個損失是直接把電能變成沒有用的廢熱,這才是討論省不省電時要討論的效率

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    4. 不過我想問題並不只是變壓器有容量效率的問題。

      在高壓線上因為電流電壓有相位差,變成有reactive power flow,相對的電流比同樣負戴而平衡時的電流還高,那些reactive power flow 產生的電流只是產生損耗。

      另外發電機發電量是受電流限制的,現在電流增加了十幾趴,等於發電量減少了十幾趴,那不是小數目,是相當嚴重的。

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    5. 台灣的教科書上寫的名詞其實是"利用率"而不是"效率",所以變壓器採OPEN Δ接線顯然不會成丟電的損失,只是名詞定義上有瑕疵所造成的誤解。陳教授他舉的例子常常都沒限制條件所以常偏離事實,但他又是權威,不解他是否是因年齡高了或者他以前是不是在台灣與當時那批知識份子有過什麼不如意
      另外會造成電壓與電流不同步的主因是負載端(用戶)的設備不是電阻性負載,而且通常是電感性,目前各國(包含台電)的解決辦法通常是在線路末端加裝電力電容器補償損失。並在電力出口處裝設表計與電容器,一旦超過電力公司設定的上限即會將補償電容投入以補償虛功
      至於發電量與電流限制這部分我不是很清楚你所提的內容,不知是否有相關原文或論述可以參考?

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    6. 很好。
      我們現在就技術問題來討論。
      我先請教你一個簡單的問題。
      在open Δ的系統中,為什麼"利用率"只有87%?
      在變壓器上,電流和電壓有沒有同相位?假設三相的負載是純電阻。
      它的利用率是受什麼限制?

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    7. 利用率=實際容量/設備容量,如V-V接線的容量=1.732,若計算兩顆變壓器的容量=2,所以利用率=1.732/2=0.866
      不知道你是否知道台電目前哪邊有用到兩顆變壓器?用途?什麼原因才是造成效率下降的主因?改善辦法?

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    8. 謝謝你的回答。你並沒有回答我真正的問題。我再重複一遍。

      在open Δ的變壓器上,電壓跟電流有沒有同步?請回答我。

      我相信只要能回答這個問題,其他的問題的答案自然很清楚。

      這是一個純技術的問題,你們台電的人可以慢慢討論再回答。我可以等。

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    9. 喔!不用等喔,我一人沒人陪我討論,你倒是可以找找我說的錯在哪?因為我不是電機科的,很多資訊我也是GOOGLE找到的,前面有提過了,我想不管是哪種變壓器接線方式,只要負載端不是電阻性(通常也很難,因為都要推馬達)就會造成電壓電流不同步,不知道這樣跟你的認知是否相符?

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    10. 非常不幸的,你的答案是錯的。
      在單相的電路中,在電阻負載時,壓器上電流和電壓是同步。但是在三相電路中,只有平衡的時候,變壓器上電壓和電流才會同步。
      即然你不是電機本行,我也不為難你。只是勸你不知道的不要亂講。

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    11. 哇!謙虛一點反而還被你看沒有,我雖不是電機本科,但也唸過機械與電子雙修,念書最重要的不是死背,而是要了解其中的本質。
      1.你誤把利用率當成效率而成為損失原因之一,且利用率與三相平衡是沒有絕對關係的
      2.陳謨星教授說的三相平衡指的是發電廠發出的電經過傳輸、變電導致於三相電壓大小、三相電壓頻率、三相電壓夾角不同所造成的損失,而不是三相負載不平衡導致的功因問題,因為大家都要用電,不可能去限制誰當下因為負載不平衡而不能用電,所以各電力公司通常會有一個機制去修正,而台電則是採取定期檢視過去的用電情形將負載換相、或於新設計時使用電流較小的那相讓整體的負載更平衡,而電廠的重點就是維持三相頻率穩定與夾角正確,這是電廠的績效之一,電廠不可能不去控制這個問題
      3.陳謨星教授在這整個論述中唯一的錯誤就是不了解台電目前的輸配變電系統,實務上目前所有變電所的變壓器絕對都是三相的,所以送到工廠的高壓用電(69KV~11KV)都是三相變壓器而沒有陳教授所說的兩顆變壓器的情形導致丟電
      4.唯一會有兩顆變壓器做V-V接線或U-V接線的只有桿上變壓器,而這一般都是為了燈力並供,你可以去查一查為什麼會有V-V或U-V接線,他們的優點是什麼?還有實際上桿上變壓器多是提供民生用電,不曉得你家裡有哪樣設備是能用三相的呢?
      最後,若仍有疑點,歡迎你可以提出,但麻煩在多了解後能夠有所修正並以你的專業提出有效且符合經濟的改進建議,謝謝!

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    12. 台電的官網提供很多資訊,若不了解現況可以去那邊找資料
      http://www.taipower.com.tw/content/UHV/UHV01-1.aspx?UType=3&sid=6

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    13. 利用率與三相平衡是沒有絕對關係的???

      所以國際電工協會(IEC)和陳謨星教授都在講三相平衡,是在講假的?我在這裏講爽的?

      這一個純技術的問題,我只想就技術面做討論。坦白說,還是同樣的建議,不知道的東西不要亂講。

      我只寫一點小東西給你參考。

      在open Δ的變壓器上,電壓跟電流有剛好差30度。若有問題,請見 Fowler 的書。

      "很奇怪的",COS(30度)剛好是0.87。

      你會不會覺得這個數字有點熟悉?

      你還認為利用率與三相平衡是沒有絕對關係的???

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    14. 很抱歉喔!我沒有辦法買到你說的那本書,但英文不好也不想買,但我想總不會換個文字公式就不一樣吧?

      http://mail.savs.hcc.edu.tw/~electr/elector-ex/dev/CH-2/bec-03.doc
      另外,你說你只想就技術討論,但你卻一直閃避實務上我提到的目前台電的接法,我其實也有說錯,今天去外面逛逛,才發現其實目前台電的桿上變壓器高壓部分變壓器都只有一個抽頭,二次側接得有點亂,看起來是頭尾相接,其中一顆的二次側中間接地,不知道這是不是算是U-V接呢?

      不管現在民生用電到底是哪種接法,目前台電根本在工廠的高壓部分沒有採V-V接線(你可以去看看大同、華城、士林這些賣給台電變壓器的型錄查查看),不知道你這篇結論若只討論技術而都不顧慮現實那這樣推導出的結論是真實的嗎?

      這不就跟陳教授都只看美國天然氣源頭的價格,不管運輸到台灣的成本一樣嗎?(而且他說的美國天然氣發電比核電便宜這件事在網路上也有被其他網友找到美國那邊的數字是核電比較便宜的)
      其實我反而想告訴你,沒看過的東西可以討論,講錯也沒關係,但是知道錯了後別再誤導其他人好嗎?

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    15. 我說過了,因為你不是電機本科,所以我不願為難你。

      但是你顯然不瞭解那是對你客氣,不給你難堪。

      事實上你連最基本的交流電路的東西都搞不清楚,你連電壓電流有相位差對效率有什麼影響都不知道。坦白講,實在離太遠了吧!我實在沒有時間再和你磨下去。我連議你把我寫的拿給台電裏面慬電的人看看。然後你再來談。

      我一字都不用改。你可以問他們看看。要談技術的東西,還是一句老話,不知道的不要亂講。

      至於其他的多西,這篇文章再過幾天會在台灣主要媒體出現。台電可以正式回應。我會回應。

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    16. This comment has been removed by the author.

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    17. 在變壓器上,電流和電壓有沒有同相位?假設三相的負載是純電阻。
      在open Δ的變壓器上,電壓跟電流有沒有同步?請回答我。
      利用率與三相平衡是沒有絕對關係的???
      今天回頭看了一下你整個的留言,我想你要我回答的問題指的是(條件)在一組v-v接線的變壓器負載平衡且為電阻性的情況下變壓器內部各相的電壓電流是不是同步,對嗎?我前面實在對於你下的條件很模糊一直以為你在說"負載"而沒注意到你指的是"變壓器的線圈上"所以一直回答電阻性的問題,我現在知道你指的應該是變壓器內部線圈上的電壓與電流關係了,所以回到之前你說的"我相信只要能回答這個問題,其他的問題的答案自然很清楚。"
      我想請教你假設電廠將電送出來後,從源頭一直到用戶端接了整串的變壓器而言,請問真會因為其中一組v-v接線線圈上有相位移就無法讓整體從電廠輸出的電力三相平衡嗎?真的會有如陳教授所說的丟電而必須將v-v改成三顆變壓器的delta接且只有這個做法?我也是在想,這個只要您了解這個問題,那到底丟不丟電應該也是很清楚才是?
      當然我這邊提的也是技術上的問題,無關乎台電目前的做法,不知道這樣您肯回答嗎?

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    18. “從源頭一直到用戶端接了整串的變壓器而言,會因為其中一組v-v接線線圈上有相位移就無法讓整體從電廠輸出的電力三相平衡嗎?”

      當然會。但是會多麼不平衡是另外一回事。如果有一百組變壓器只有一組是V-V 當然不會有很大影響,但是如果有三十五組是不平衡的,那就是另外一回事。

      事實上(客戶的)負載本身就不會完全平衡,也不會是純電阻性的。台電又來加一腿,當然更加複雜。

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    19. 那如果將那35組負載都是一樣的且為電阻性平衡,假設將接法分成三組,12、12、11好了
      V-V變壓器一次側的代號為:H1、H2、H3,電廠發出來ABC三相的電
      第一組的一次側接法:A-H1、B-H2、C-H3
      第二組的一次側接法改為:A-H3、B-H1、C-H2
      第三組的一次側接法改為:A-H2、B-H3、C-H1
      這樣會不會就較平衡了呢?

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    20. 很抱歉這幾天很忙。

      我建議你問問台電裏面的人,應該有人知道怎麼算。

      這個問題其實並不簡單。我的直覺是完全沒用。這不是單相。相位差的問題還是在,因為是三相,不會跑掉。

      有相位差的平衡並不是真的平衡。

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    21. 其實你可以只算三組裡面都只有1、1、1就大概知道會有什麼結果了,以一組v-v接線來看,其中一顆變壓器內部的電流是領先電壓30度,另一顆變壓器剛好相反是電流落後電壓30度,所以三組分別錯開相位後每個電壓V(AB)、V(BC)、V(CA)之間都剛好會有一組電流落後30度與領先30度的變壓器,這就剛好就可以抵銷了,不過實際上大概也沒人去計算後才來決定怎麼接,因為如你前面所說,事實上負載是不穩定的也不會完全平衡,台電也只能依據先前的資料去估計負載,定期做負載的導線相序更換並裝設虛量補償電容提高整體的平衡性而不是如陳教授所說的無作為導致丟電
      剛剛去台電官網的常見問題內找到的,以下有台電的電力品質改善對策,只是沒詳述作法就是了:
      http://www.taipower.com.tw/content/faq/faq01-in.aspx?sid=150

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    22. open Δ在高壓端有兩個變壓器,但有三條線,有三個電流。你的方法只能抵消兩個電流,另外一個還在。不可能完全抵消。你仔細算就知道。

      物理上也不可能從<100%效率變成=100%效率。

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    23. 等等,我後來想想,在V-V接線上,電壓電流的相角差似乎只存在變壓器一二次內部,所以流入一次側繞組前的三相交流電與流出二次繞組後在純電阻性且平衡的負載上的電流是沒相角差的阿?

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    24. 抱歉我實在沒有時間一個一個回。

      我建議你把高壓端和客戶端的每一個電壓和電流用相量(?或向量 phaser)劃出,你就會瞭解。

      也可以把這個問題拿去問台電裏面的人。相信應有人會答得出來。若答不出來,把我寫的拿給他們看。

      這個問題比較複雜點,但不難。我前天已全部算過。我從未念過三相傳輸的人都算得出來。你們台電的人應該也不會有問題。

      到目前為止,看起來陳謨星講的都沒錯。

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    25. 請問可以把您的計算彙整成一篇新文章嗎?我想若你是對的,可以讓更多同是電機、電子的專家產生共鳴,或者可以請你email給我嗎?
      另外我始終強調我沒人討論,我上網回應就是想與你討論,這問題是你提出的,但卻要我去找台電討論,我憑什麼?
      這裡有篇英文討論,要是GOOGLE翻譯沒翻錯,#10的dkarst明確表明87%指的是V-V接的容量,而與效率無關(The 87% (and 58%) address the capacity of the combination, and really has nothing to do with efficiency.)
      http://forums.mikeholt.com/showthread.php?t=143319

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    26. 剛才進入了你所提的的網站。實在是一個非常有趣的網站。

      其中有一個網友問了和你問的完全一樣的問題,怎麼算?

      When two transformers are connected in an open delta configuration, how can three phases be derived from it? It seems that there would only be two phases! Thanks in advance, Jon B.

      站主的回答是:

      The answer is "Phasors":

      It is really about Kirchoff's voltage law which states that the sum of the voltages around a closed loop is zero. That is, the vectorial sum of the two secondary voltages is equal to that of the third side..

      和我的回答完全一㨾!只是我拼音拼錯了,是phasor, 不是 phaser。

      在高壓端,還要加一個 Kirchoff's current law,就可算出。

      你既然能算出兩個變壓器的相位差一個是30,另一個是負30,我相信你如果有點耐性,一定可以算出其他的。

      我要你算這些,事實上是有深意的。因為你如果瞭解這些,你就可以瞭解為什麼陳謨星會說丟電丟了三個核電廠。

      我今天花了一些時間算,用很嚴格的方法算,大慨有17% 的電丟掉了。所以説丟了三個核電廠的電沒錯。

      不過陳謨興是專家中的專家,大家都不信了。我寫有什麼用?

      還有台灣有什麼地方可以發表這種專業性的文章?這是公眾的事,討論應該公開。

      這一篇下個禮拜會刊出在想想論壇。本來是這個禮拜,但出了一點小問題。

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    27. 我請你公布你的算法也是有深意的,我前面就說了,V-V接線相角差30、-30是變壓器內部的事,變壓器的1次側流入線圈前與二次側流出於負載後,若變壓器本身並無鐵損、銅損等損失(理想變壓器),則是要看負載是不是電阻性與平衡性來決定整體功率因數與負載平衡性,但你卻可以算出17%,所以我很想看看你的算法?
      另外我面有提到,台電的系統目前除了電桿上的變壓器,其餘的大型電力變壓器都是三相的,你若真的算出V-V接線有17%的損失,也不會是三個核電廠,因為你不能把17%直接算在整體供電損失上,你只能計算你算到有損失的部分(且前提是你夠了解目前的系統,真的沒算錯)
      以資料來看,陳教授絕對是專家,但是不能表示專家不會出錯,他年齡高了,且從他的言談可以看得出當初真的與台灣的政治家有這麼點過節,且網路上指出他的錯誤多如過江之鯽(https://www.facebook.com/media/set/?set=a.182950588559195.1073741837.124383291082592&type=1),請問不公布計算方式,只口頭論述誰知道他怎麼計算的?我今天若是地震專家難道就可以不用提供我的模型參數直接斷言台灣絕對不會有(或有)類似921的地震嗎?這樣其他的專家在沒有你的參數下如何透過專業支持你的想法呢?陳教授沒辦法,但我再次希望你能提供這最重要能直接證明台電丟電的計算過程

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    28. 不知是什麼原因,你一直把我説的變成另外些完全不同的東西。

      我擧幾個例子。

      我説丟電17%。我有說那是 V-V 的效率嗎?為什麼你把它變成了V-V 的效率?
      我open Δ的效率是87%,你在談銅損鐵損。我有說那是銅損鐵損嗎?
      然後我再指出變壓器向電壓電流有相位差,你還是在談銅損鐵損,我有說那是銅損嗎?變壓器有鐵損銅損嗎?
      我有説我怎麼算不發表嗎?

      你有想過為什麼你叫變壓器容量效率,我只稱那效率?我為什麼問你變壓器的電壓電流相位差?那和銅損鐵損有關嗎?

      給你一個 hint,變壓器的容量單位是用 kVA,VA 就是 W 呀,為什麼不用kW?

      還有,國際電工協會(IEC)和陳謨星教授都在講三相平衡,他們是在擔心銅鐵損嗎?

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    29. 今天有一點時間,來回答你一直在問的幾個問題。

      你說:

      利用率=實際容量/設備容量,如V-V接線的容量=1.732,若計算兩顆變壓器的容量=2,所以利用率=1.732/2=0.866
      不知道你是否知道台電目前哪邊有用到兩顆變壓器?用途?什麼原因才是造成效率下降的主因?改善辦法?

      你有沒有想過:

      什麼是實際容量?

      什麼是設備容量?

      這兩個有什麼關係?

      為什麼open Δ的的接線容量是1.732?是怎麼算出來的?

      為什麼利用率(有時你叫做容量效率)是0.866?是怎麼算出來的。

      什麼原因才是造成效率下降的主因?

      我為什麼問你變壓器上的電壓電流相位差?它和前面的幾個問題有什麼關係?

      這些東西有一件和銅損鐵損有關嗎?

      答案比較長,我先把問題貼出。答案寫完了後會馬上貼出。

      你要不要先答答看?

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    30. 我想你在講的東西事實上常常和陳謨星或我所說的非常不一樣。所以我們事實上在談非常不同的東西。我先解釋有什麼不一様。

      為什麼會出問題,我認為是中文的翻譯可能是主要的原因。我解釋你就會看出來。

      先談什麼是設備容量?

      設備容量就是一個設備能夠操作的最大範圍的量。

      以變壓器為例,如果一個變壓器的容量是110kVA,那是什麼意思?VA 不就是 W 嗎?為什麼不說是110kW?

      以台灣的例子,一個容量是110kVA 的變壓器,如果在高壓端是11kV,在低壓端是110V,它能夠傳送多大的電力?

      理論上在客戶端,如果電壓是110V,最大能夠送出的電流是1000A。在非常理想的情況下,負載是純電阻,輸出的功率就是(電壓)X(電流)=110kW。這也就是變壓器的容量。

      如果電壓和電流有相位差時呢?最大的輸出功率是多少?

      答案是最大的輸出功率是(電壓)X(電流)X COS(相位差)。如果相位差是30度,那麼能輸出最大的輸出的功率就變成是 110 V X 1000 A X 0.866 = 96.26 kW,你稱作實際容量。

      但是這個變壓器的最大容量是110kVA呀,我們可不可以把電流增加到1154.73A?這樣輸出的功率就是110 V X 1154.73 A X 0.866 = 110 kW=110 kVA,變壓器的容量。

      答案是不可以。因為最大容量是電流乘電壓,並不是功率。所以如果電流是固定的110 V,那麼最大的電流就是1000 A。不管相位差是多少,最大能容許的電流都是1000A。

      為什麼最大的容量不是輸出功率,反而要受電流限制?

      因為限制變壓器的運作的最大因素之一的磁場是受磁粉心(?magnetic core)的限制,所以電流如達到一個數值,就不能再高上去了。所以變壓器的使用率就變成你的

      利用率=實際容量/設備容量

      這就是你有時叫做的容量效率。用中文的文法,容量效率也是效率的一種。事實上也就是變壓器的效率。這也是我為什麼一再問你電壓電流的相角差是多少。

      在發電機中,如果電壓是固定的,也一樣有這種電流的限制。原因也類同。

      上面的定義嚴格講起來是有問題的。

      如果電流只有500A時,利用率是多少?

      答案是還是0.866。

      因為效率真正的定義是

      效率= 輸出功率/(電壓 X 電流)=輸出功率/理論上在同樣電壓電流能達到的最高功率

      既然效率只有86.6%,那麼其他自13.4%跑到那裡去了?

      沒有跑到那裡去,只是在線上來來回回跑。技術上,這叫做 reactional power flow,是不能用的電。這種電,只會在電線上産生銅損鐵損。在變壓器上,因為電阻很小,平常都不算銅損鐵損。但是因為他們也佔用了我們的資源,我們把它們算入效率的一部份。陳謨星的丟電,這就是其中之一。但是用兩個變壓器對整個傳輸網絡的影響並不是只有這樣,後面有更詳細的討論。

      這個數字86.6%平常在技術上就叫做open Δ的效率。在英文只有一個效率,沒有什麼容量效率或其他有的沒有的。容量效率是用在變壓器上的。但我所用的這是整個open Δ的系統的效率。並不過是變壓器的效率。現在因為負載是三相平衡,所以兩個變壓器的容量效率也相同,剛好和open Δ的效率相同。單單變壓器,平常是不會電壓電流會有相位差的。電流電壓會產生相位差是因為特別的接法才產生的。真正講,這是系統的效率,不是變壓器的效率。

      先寫到這裡。

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    31. VA=/=W,VA=sqrt(W^2+Q^2)=視在功率;W=有效功率;VAR=Q=無效功率,所以因為你定義錯誤,你的計算也因此錯誤,一般電力變壓器的容量都標KVA或MVA,指的是視在功率(不管有效或無效功率,都算進去了,而V-V的總容量只有△-△的0.577倍是因為v-v總容量/△-△總容量=(√3 VP*IP)/(3 VP*IP)=√3/3=0.577倍,V-V接線的單顆變壓器利用率=v-v接線總容量/兩顆變壓器個別容量和=(√3 VP*IP)/(2 VP*IP)=0.866)
      效率=輸出功率/輸入功率,所以麻煩你從一次側前流入開始算到負載側你就會發現理想變壓器在平衡且電阻性下,若不管接線方式是不會有損失的(即使是如V-V接線變壓器內一二次側的電壓電流有角度)
      請問你指的17%若不是指從頭到尾都在討論的V-V接線造成的損失那該是什麼?怎麼算的?
      我好像沒說過"變壓器容量效率",我應該都說利用率吧?
      我說"若變壓器本身並無鐵損、銅損等損失(理想變壓器)"是為了表示計算方便的預先假設,先給定條件用的,不然變壓器一、二次側會有這個損失要計算這樣算起來很複雜,我也沒要討論這個,我知道你認為的損失不是這部分。但你後面有寫"reactional power flow,是不能用的電。這種電,只會在電線上産生銅損鐵損。.....省略"這說法還是第一次聽到,你要不要再找資料看什麼是鐵損銅損?這兩個名詞似乎只有在發電機、馬達、變壓器這類電磁轉換時會討論到,線路損失不會用這兩個名詞

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    32. 你的計算方式總是在強調變壓器內的電流與電壓角度,但是你要了解理想變壓器內部之所以會有電流是因為負載,沒有負載的情形下是不會有電流產生的,所以你功率的算法應該是以供應的電壓*流過阻抗的電流*三相,如delta在負載平衡且電阻性時,總功率(VA)=3*[V(phase)*I(phase)]且因為接線的關係,負載端與電源端的功率剛好相等,而delta接線時線電壓與相電壓一致,但是線電流是兩個相電流的合成,所以I(line)=√3I(phase),而此時線電流因為是兩個相的電流合成,故會落後第一個相的電流30度,所以delta的總功率也等於3*V(line)*I(line)/√3=√3V(l)*I(l)
      然後,把DELTA換成V-V接線,在負載不變的情形下,則因為V-V的線電壓等於相電壓線,但線電流/相電流卻與DELTA接不同,因為少一顆變壓器故而相電流剛好等於線電流,故公式會變成總功率=√3V(line)*I(line)=√3V(phase)*I(phase),所以在相同負載的情形下,單一相的變壓器功率是,V-V接線單顆變壓器功率:DELTA接線單顆變壓器功率=>√3S(v-v)=3S(△─△)=>故S(v-v)/S(△─△)=3/√3=1.732倍,若考慮delta變壓器的單顆變壓器在此時已經是滿功率了,則v-v接線的變壓器負載只能降低功率使單顆功率維持滿功率,則=1/1.732=0.577,每台變壓器的利用率前面也算過了就不算了,從這邊應該可以看到在DELTA接法時,因為負載剛好跟變壓器一樣的接法,所以變壓器相電流=負載相電流,而變壓器流到負載的線電流則因為兩相合成,會有30度的夾角。V-V接線則是因為少一顆變壓器,所以負載相電流*√3=變壓器到負載之間的線電流=變壓器相電流
      因為以上,所以我才會一直請你要算效率是要從源頭到負載之間的功率比,v-v接線變壓器的內部電流有相角是因為接線的方式造成的,且會受到負載是不是電阻性而影響,但影響的只是它的最大組合功率,整體的輸出功率依然要由負載端的電流來計算才是正確的,你可以依據你的向量算法把負載端的功率回推到一次側的輸入功率,在理想變壓器的情形下,你會看到你算出來的輸入等於輸出,而變壓器內的電壓電流相角不過就是因應兩顆變壓器接三相平衡負載的合成電流合成在兩顆變壓器內而不是變壓器與負載的導線上,讓你誤認輸出會有虛功罷了

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    33. 呀,真是讓我涕笑皆非。

      只是翻譯名詞的不同。你自己交流電沒有讀通,看不出來。

      你的有效功率,就是我的輸出功率,(電壓)X(電流)X COS(相位差)。你的無效功率,就是我的 reactive power,(電壓)X(電流)X SIN(相位差)。你把這兩個代入你的公式,出來有沒有一樣?上一回答,我跟本沒有提到我是怎麼算電流,只是在解釋名詞。

      你未免太井底之蛙了。我很不願用這種重的話,但想不出更合適的話。只是找出一些半通不通的翻譯名詞(像視在功率,真是笑掉大牙的名詞),就指責別人錯。你連你自己的無效功率就是我的reactive power 都看不出來,我真的講不出話來。你連相角差和功率有什麼關係都不知道,我實在不知要怎麼討論下去了。

      我正在想,你如果連 phasor 都不知道,我的計算要怎麼寫,你才看得懂。現在看來,只好不管你這種程度的人了。

      你的留言,我都不會動,讓以後的人看。

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    34. 雖然很累,但是不爽被啼笑皆非所以還是得回
      http://www.twwiki.com/wiki/%E8%A6%96%E5%9C%A8%E5%8A%9F%E7%8E%87
      "視在功率"這名詞,台灣課本就是這麼教的,你不懂沒差,但是請去查一下在罵人好嗎?
      再次說明,你的定義錯誤,有效功率不是你指的輸出功率,變壓器輸出功率不是只有有效功率(瓦值),還要包含無效功率(乏值)好嗎?你看看電力變壓器上面的額定容量怎麼標的
      http://www.wzhmt888.com/2/b010036.gif
      拜託你別動我的留言,你不懂我也盡我所能解釋並找資料給你了,你就是不懂還說我連相角與功率的關係都不懂,我還能怎麼辦?我接受理性的錯誤指正,但是麻煩請你避免那些言語上的衝突,謝謝!

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    35. 也一段時間了,您想公布你之前就算好的過程了嗎?大家實在很想了解並學習你的算法,不然怎麼要求台電改善呢?至於我看不看的懂你倒是可以不必擔心哦!至少台灣這麼多電機人才,甚至台電自己裡面就一堆了,您要是分析的有理,可以幫助他們省電,難道他們不會感激你嗎?

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    36. 看來你還是不能回答,你的專業知識不足就別亂寫這篇文章了,文章內包含留言錯誤百出,甚至提出一些根本就錯誤的論點愧對你的專業,請你拿出你的計算過程,只會跳針指別人不懂,藉此打迷糊仗,更不去了解目前台灣的工廠根本就都是三相三顆變壓器供電而不是你認為的兩顆變壓器,學術知識不強、台電目前配電現況不明白,還把用電度數增加認為是浪費掉了,難道台電的財報會有用電度數增加但收不到錢的情況嗎?建議不懂電學的,在作者還沒拿出計算過程前這篇文章不如當作個笑話看看吧!

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  2. 為了確認我昨天的回應沒有錯誤,今天我查了一下。台灣在末端的配電用11kV,中端用69kV。美國末端用7.2kV 到34.5kV,中端是69kV 以上到幾百kV都有。美國末端是百分之百用Y的接法,所以是四線。圖一用在34.5kV時,上面那一條做N 線及地線。美國有這種用法,書上也提到有這種接法。所以我的回應沒錯。若用在中端(69kV,Δ的接法)時,上面的那一條是避雷線。這是台灣中端用法。

    圖二那種接法,上面有二條的,坦白説,我也沒有親眼看過。我是在Google 看抓過來的。那種電力塔平常看到的,上面都只有一條避雷線。

    為了減少台灣讀者沒必要的誤會,我到外面拍了一張共同線在下面的,做為圖一,把原來的圖一改為圖二並加説明。原來的圖二拿掉。

    也感謝kwpt 的指正。

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  3. 您文中提到的[剩下的那不到一半的工廠]假設基礎缺乏統計事證,
    請補足實際數據,否則難以取信,謝謝。
    例如:台積電92年用電量約17億度,102年台積電用電量逾卅八億度
    面板產業友達奇美在這10年中也成長將近1倍。
    這些新建的電子業的用電量成長速度的確遠大於(外移的產業的成長),
    不可否認的,產業外移從阿扁執政以來達到最高峰之後,
    近年來大陸投資環境趨於惡劣,產業外移早已是負成長,
    台灣要吸引這些外移產業回台,
    必須要有足夠的配套,
    例如近期土地上漲、取得不易,
    用電量的規劃也需要有長遠的計畫才行。
    就事實而論,台灣工業區用電量統計確實是在成長。

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  4. 您對電機方面有卓越的研究,真的很期待看到您為台灣在這塊領域好好的發揮長才,
    也許能提出更具體的改善方案,若是可行,相信政府求才單位必會網羅重用您才是。

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  5. 熱爆供電拉警報 備轉容量創低
    https://tw.news.yahoo.com/%E7%86%B1%E7%88%86%E4%BE%9B%E9%9B%BB%E6%8B%89%E8%AD%A6%E5%A0%B1-%E5%82%99%E8%BD%89%E5%AE%B9%E9%87%8F%E5%89%B5%E4%BD%8E-091829954.html

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