三條火線都三十安培,中性線卻四十幾:第三諧波在中性線是相加|規則承認它的三個地方、台電真正在管的 TDD|電工黑板
電工阿北工程筆記
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三條火線都三十安培,中性線卻四十幾:第三諧波在中性線是相加|規則承認它的三個地方、台電真正在管的 TDD|電工黑板
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辦公室天花板換了一整排 LED,半年後配電箱裡那段中性線的端子燒出顏色。師傅拿鉤表去量:三條火線三十、三十一、二十九安培,很平衡;再夾中性線——四十幾。三相四線平衡的時候中性線應該接近零,它不但不是零,還比每一條火線都大。
這件事規則有講,只有三個地方;「諧波」兩個字在整部《用戶用電設備裝置規則》裡也只出現在那三條。真正在管數字的是另一份文件:台電的《電力系統諧波管制要點》。這一集從原理講到規則、再講到現場,哪一句是電機學、哪一句是條文,我一句一句標。
▍【原理】電機學(規則沒寫,是課本)
・三相平衡、電流是乾淨正弦波時,三條火線瞬時和為零,中性線也是零——多線式分路敢共用中性線,賭的就是這個前提
・整流器加電容的負載(LED 驅動器、電腦電源、UPS 前級)電流是一根根尖峰,裡面三次諧波最大
・三次諧波的相位差是 3×120°=360°,也就是同相:到了中性線不是抵消,是算術相加;單相整流負載的中性線極端上限約火線的根號三倍(這是課本量級,規則沒寫)
・單相整流負載燙中性線,三相整流負載(變頻器,五次七次為主)往上游打電容器——同一個諧波問題,兩條不同的路
▍【規則】《用戶用電設備裝置規則》承認它的三個地方
・第25條第6款(唯一的通則):計算導線數時被接地導線不算,但單相三線或三相四線電路的被接地導線「有諧波電流存在者,應視為載流導線,並予以計入」——多算一條就可能從九條踩進十條那一格
・★114 年公報自己解釋了為什麼平常不算:那幾條線「在正常情況下不傳導電流以致可將其忽略」,逐字念
・第59條:不平衡負載大於二百安培部分得再乘七折,「除所裝接負載為含有第三諧波之放電管燈外」——全規則唯一寫出「第三諧波」的一條;今天的 LED 條文沒點名,我只說物理一樣,不替它擴張適用
・第651條:固態相位控制調光要算中性線、正弦波調光不用算;第653條把「非線性」定義成電流波形與電壓波形不一致——但這兩條射程在聚集場所/劇院那一節,不是通則
▍【規則】台電《電力系統諧波管制要點》(114年5月7日修正)
・怎麼掛進來的:台電營業規章第51條「有關電壓閃爍及諧波管制規定,由本公司另定之」
・射程:額定電壓交流三相 110V 至 345kV 的用戶及發電業
・三個名詞的分母不一樣:ITHD 分母是基本波電流、VTHD 分母是電壓基本波、★台電管的 ITDD 分母是最大需量負載電流 IL(既設用戶=前十二個月每月最大負載電流平均)——輕載時 THD 會被灌大,TDD 不會
・附表一以 Isc/IL 分級:最嚴那一列(Isc/IL<20)個別諧波 4%、TDD 5%
・第七點:諧波源設備總容量 300 仟伏安以上,新(增)設要委託技師送審;第八點:不定期抽測、限期改善不得超過三個月
・附表四的統計方式:穩態用十分鐘統計連續量一週以上取第 99/95 百分位,隨機性用三秒統計量一天以上——台電看的不是瞬時讀數
▍【現場】為什麼要靠量,不是等它跳
・第82條第1款:多線式回路被接地之中性線不得有過電流保護裝置(但書:能同時啟斷各導線者不在此限)——所以中性線過載不會跳電,只會端子發熱、變色、絕緣老化
・第29、41條:共用中性線的前提,在整流負載下不成立
・變壓器那一邊:三次諧波在 Δ 繞組裡循環發熱;型錄上的 K 係數變壓器,規則整部搜不到這個詞(設備常識,不是法規)
・量測實作:要真有效值(True RMS)鉤表,均值型遇尖峰波形會低估;量責任分界點才能跟台電對,找源頭要往下量主幹線與各分路;鉗口只能夾單一導線,三條一起夾量到的是漏電流不是諧波;三次高=單相整流,五次七次高=三相整流
・要算 TDD 得先知道 IL,那個數字在台電那邊不在你的鉤表上
▍【現場】真的超標了,四條路(全是教學,規則零條文)
順序:先源頭、再阻抗、最後濾波。
①源頭:變頻器加交流線路電抗器或直流電抗器、十二/十八脈波整流、主動式前端
②阻抗與分流(專治三次):曲折接地變壓器、中性線諧波濾波器,就地給零序一條回路
③被動濾波器:LC 串聯調諧到某一次,便宜可靠,但會吸上游背景諧波、也會跟系統阻抗形成新共振點
④主動濾波器:即時注入反相電流,能處理變動負載與零序,代價是成本、損耗、切換雜訊
★澄清一個常見誤會:上一集的去諧電抗器(6%/7%)不是濾波器——它是把電容器的共振點移開,不是把諧波吸掉
▍我查不到、所以不講的
諧波要量到多少才算「有諧波電流存在」、中性線要放大幾倍、該不該裝濾波器、K 係數——裝置規則一個字都沒有。不點任何廠牌型號,不做個案結論。
▍章節
00:00 火線三十,中性線四十幾
00:34 規則講了三個地方
01:04 今天你會帶走三樣東西
01:46 【原理】平衡的時候,中性線為什麼是零
02:23 【原理】整流負載的尖峰波形
02:53 【原理】三次諧波同相,在中性線是相加
03:31 【原理】誰在產生它:單相燙中性線,三相打電容器
04:18 【規則】第25條第6款逐字:有諧波就要算成載流導線
04:57 【規則】多算一條,就可能踩進降容那一格
05:18 【規則】★114年公報自己解釋「為什麼平常不算」
06:24 【規則】第59條逐字:唯一寫出「第三諧波」的條文
06:51 【規則】放電管燈被點名,LED 沒有——我不替它擴張
07:38 【規則】第651條逐字:兩種調光器,一種要算一種不用
08:41 【規則】第653條:規則怎麼定義「非線性」
09:34 【規則】三條放在一起看,射程不一樣
10:10 【規則】台電那一份:營業規章第51條掛進來的要點
11:05 【規則】THD-I、THD-V、TDD:三個分母不一樣
12:02 【規則】IL 是什麼,為什麼台電不看 THD
12:49 【規則】附表一:最嚴那一列 TDD 5%
13:26 【規則】300 仟伏安要送審、超標怎麼辦
14:13 【現場】第82條:中性線不會跳
14:49 【現場】所以它只會燙
15:06 【現場】共用中性線的前提
15:56 【現場】變壓器那一邊:Δ 繞組裡的循環電流
16:29 【現場】用哪一種鉤表、量哪裡、怎麼夾
17:54 【現場】諧波分析看什麼
18:16 【現場】量多久:要點附表四的統計方式
18:45 【現場】四條路,順序是有的
19:56 【現場】被動與主動濾波器,去諧電抗器不是濾波器
20:59 今天記三件事
22:26 規則沒寫的、之後再做的
▍來源
・《用戶用電設備裝置規則》現行條文(民國114年5月9日修正):第6、25、29、41、59、82、651、653條;行政院公報 114年5月9日、110年3月17日修正對照表【說明】欄
・台電《電力系統諧波管制要點》(114年5月7日修正)第二、四、七、八點與附表一、附表四;《台灣電力股份有限公司營業規章》第51條
・三相零序諧波在中性線相加、整流負載電流波形、Δ 繞組循環電流、濾波器四條路:電機學與電力品質教科書及設備實務共識(本集標「原理」「教學」的段落)
・裝置規則表二五~六、表五六本集不引數值
▍免責
・本頻道內容為法規條文的閱讀與整理及原理教學,不是設計、施工或審查意見;個案請以主管機關與台電認定為準。本片不替任何案子判定中性線放大倍數或選濾波器。
・動畫中的波形、頻譜、電流讀數皆為相對示意,不代表任何實際量測值。
・本片旁白為 AI 語音合成。
・法規以主管機關公告之現行版本為準;台電要點以台電公告版本為準。影片若有錯漏,歡迎在留言指正,我會補正。