本報告之撰寫，係針對多元目標的需求；包括
(1)自使用者的角度，如何去認識變壓器，如何去選擇變壓器，以及如何去作採購變壓器的經濟因素考量。

(2)自技術的角度，報導電力/配電變壓器新近十年來之發展。

(3)自市場的角度，調查國內、外變壓器產業發展現況，以及特別針對以內需為主的變壓器國內市場潛力作深入研析。

(4)自科技、經濟及環保整體關連的角度，探討電力/配電變壓器產業未來發展的趨勢及方向。

第一章說明研究目的、研究範圍、研究方法、以及本研究之進行流程架構。

第二章以深入淺出的方式簡介變壓器的基本原理、等效電路及接線方式。

第三章針對不同用途、構造及冷卻方式將變壓器予以分類定義，並說明電壓管理與變壓器之關連性。

第四章就選擇變壓器技術方面應考量之事項，包括應用時機、絕緣方式、繞組及鐵心選擇、壽期、溫升、需求率與容量、電壓變動率、K值、隔離、損耗、超載準則、附屬配件、接受
測試項目以及可採用之國際標準等作一敘述。

第五章則分別就不同價格，不同損耗變壓器成本比較、變壓器進行修理或報廢之決策方式，提供數值估算方式，亦就變應器與負載接合，加裝電力電容器對改善功因之利益作一討論。

有關第六章中電力/配電變壓器之新近技術發展，重點放在非晶質、樹脂型、SF6瓦斯絕緣，以及超導體材料變壓器之新近發展狀況報導及優劣點比較上。

第七、八兩章，係對國內、國外包括美國、日本、英國、韓國、及中國大陸之變壓器產業發展狀況作一描述，而第九章則聚焦在電力/配電變壓器國內市場潛力之分析，包括對國內變
壓器最大量使用者台電、電能大用戶以及軌道工業，包括捷運、高速鐵路以及台鐵在電力/配電變壓器之使用調查及成長需求之預估。

第十章則就科技、經濟以及環保的觀點來探討電力/配電變壓器未來整體的發展趨勢。最後結論及建議在第十一章，以此供作政府擬訂產業政策以及相關業界提昇技術、拓展商機之參
考。

目 錄

第一章　前 言 1-1
　　　　一、研究目的 1-1
　　　　二、研究範圍 1-1
　　　　三、研究方法 1-1
　　　　四、研究架構 1-2
第二章　變壓器基本原理、等效電路及接線方式 2-1
　　　　一、變壓器基本原理 2-1
　　　　二、變壓器等效電路 2-3
　　　　三、變壓器接線方式 2-5
第三章　變壓器用途、分類及電壓管理 3-1
　　　　一、變壓器用途 3-1
　　　　二、變壓器分類 3-4
　　　　三、電壓管理 3-13
第四章　變壓器選擇方法 4-1
第五章　變壓器經濟因素考量 5-1
　　　　一、不同價格，不同損耗變壓器之成本比較 5-1
　　　 二、變壓器進行修理或報廢之決策方式 5-5
　　　 三、加裝電力電容器改善功因之利益 5-7
第六章　電力/配電變壓器新近技術發展 6-1
　　　　一、非晶質(Amorphous)變壓器 6-1
　　　　二、樹脂型變壓器 6-8
　　　　三、SF6瓦斯絕緣變壓器 6-14
　　　　四、超導體變壓器 6-20
第七章　國內變壓器產業現況 7-1
第八章　國外變壓器產業現況 8-1
第九章　電力/配電變壓器國內使用現況 9-1
　　　　一、電力輸配電系統 9-1
　　　　二、軌道運輸系統 9-8
　　　　三、民營電力及汽電共生系統 9-16
第十章　電力/配電變壓器產業發展動向 10-1
　　　　一、自技術層面分析 10-1
　　　　二、自環保層面分析 10-3
　　　　三、自經濟層面分析 10-7
第十一章　結論及建議 11-1
　　　　一、結論 11-1
　　　　二、建議 11-3
參考文獻 參-1
附件一、ANSI/IEEE電力、配電變壓器及電抗器相關標準 附1-1
附件二、與變壓器產業相關CNS國家標準 附2-1
附件三、CNS 598(C4010)配電變壓器特性表 附3-1
附件四、台電電力/配電變壓器使用現況調查統計 附4-1
附件五、台北捷運電力/配電變壓器使用現況調查統計 附5-1
附件六、日本重要經濟指標 附6-1
附件七、東南亞重要經濟指標 附7-1
圖目錄

圖1　研究架構 1-2
圖2 電磁感應作用 2-1
圖3 變壓器基本架構 2-2
圖4 二次側置換至一次側變壓器等效電路 2-3
圖5 變壓器近似等效電路 2-4
圖6 最簡化之變壓器近似等效電路 2-4
圖7 史考特(scott)式接線 2-5
圖8 逆V式接線 2-6
圖9 電力系統基本架構及變壓器之角色 3-1
圖10 3φ161KV 200MVA電力變壓器 3-4
圖11 配電變壓器 3-5
圖12 100MVA, 115KV/830V-271V, 79.9KA電弧爐用變壓器 3-6
圖13 48MVA, 110KV/ 768-375V, 44KA鋁電解用整流變壓器 3-7
圖14 290MVA, 114KV/彬och533KV DC高壓直流輸電轉換用變壓
器 3-8
圖15 比壓器及比流器 3-9
圖16 不同鐵心與繞組配置 3-10
圖17 三相5~25KV級變壓器壓降曲 3-15
圖18 三相34.5KV級變壓器壓降曲線 3-15
圖19 電壓變動對一般負載之影響 3-16
圖20 變壓器負載率與效率損失 4-15
圖21 阻抗、變壓器損失與重量關係 4-15
圖22 變壓器負載率與功率因數對效率關係 4-16
圖23 加裝電力電容器改善功率因數增加系統釋放容量 5-8
圖24 非晶質與結晶原子結構比較 6-2
圖25 非晶質材料與矽鋼磁滯比較 6-3
圖26 非晶質合金與鋼材損耗比較 6-3
圖27 5MVA, 36KV樹脂型模鑄式變壓器 6-9
圖28 Geafol樹脂與各種礦油燃燒熱比較 6-10
圖29 線繞法與箔捲法圈間電壓比較 6-13
圖30 樹脂模鑄式變壓器發展歷程 6-14
圖31 日本SF6瓦斯絕緣變壓器發展歷程 6-15
圖32 SF6瓦斯交流崩潰電壓 6-16
圖33 SF6瓦斯脈衝崩潰電壓 6-17
圖34 SF6與礦油在不同冷卻方式下之熱傳係數比較 6-18
圖35 蒸發冷卻式SF6絕緣變壓器冷媒循環 6-19
圖36 我國主要電機廠商結構 7-2
圖37 國內外變壓器製造及使用容量比較 7-11
圖38 台電裝置容量 9-2
圖39 台電發電量 9-3
圖40 台電輸配電系統架構 9-5
圖41 捷運系統供電系統架構 9-10
圖42 牽引動力變電站整流變壓架構 9-11
圖43 高鐵饋線方式 9-14
圖44 高鐵中央饋電系統架構 9-15
圖45 PARETO’s定律 10-10
圖46 電力/配電變壓器國內市場推算流程 10-12
表目錄
表1 單相變壓器接線 2-5
表2 三相變壓器接線 2-6
表3 IEC高壓配電電壓標準 3-2
表4 IEC低壓配電電壓標準 3-3
表5 IEC直交流電動車輛系統電壓標準 3-3
表6 不同冷卻方式比較 3-12
表7 不同絕緣材料與耐熱度比較 3-12
表8 交流電機常用額定電壓(單位V) 3-13
表9 標準系統電壓值(單位V) 3-14
表10 乾式與油浸式變壓器使用環境比較 4-3
表11 CNS 598配電變壓器絕緣等級 4-4
表12 CNS 598配電變壓器溫升限制 4-5
表13 不同設備之需求率 4-6
表14 CNS 598配電變壓器額定電壓 4-7
表15 CNS 598配電變壓器額定容量 4-7
表16 電動機及電焊機類負載變壓器容量算法 4-8
表17 K值計算範例 4-10
表18 超載運轉、超載時間與最高溫升限制 4-11
表19 油浸式變壓器溫度與額定容量增減 4-12
表20 自冷式變壓器超載可容許度 4-13
表21 CNS 598配電變壓器噪音基準 4-17
表22 不同冷卻方式變壓器之噪音基準 4-18
表23 變壓器及週變設備/配件國際標準 4-20
表24 進相用低壓電容器CNS標準額定容量 5-8
表25 進相用低壓電容器CNS標準額定容量 5-8
表26 進相用高壓電容器CNS標準額定容量 5-9
表27 功因改善與電容器倍數關係 5-9
表28 METGLAS 2605 S-2非晶質合金物理特性 6-2
表29 美日兩國非晶質鐵心變壓器早年發展史 6-4
表30 樹脂模鑄式變壓器可燃與不可燃物質重量百分比比較6-11
表31 SF6瓦斯物理特性 6-18
表32 近年國外廠家試製超導體變壓器狀況 6-20
表33 重電機產業廠商廠家數概況 7-2
表34 重電機產業廠商員工人數概況 7-2
表35 重電機產業廠商研發經費概況 7-3
表36 國內重電機廠商最大產製能力 7-3
表37 國內變壓器及週邊產品製造商一覽表 7-4
表38 國內主要變壓器及週邊元件廠商技術來源 7-5
表39 國內變壓器及週邊元件產量及產值 7-7
表40 我國變壓器及週邊元件進出口值 7-8
表41 我國變壓器主要進出口產品 7-9
表42 我國變壓器主要進出口國家 7-10
表43 美國變壓器1985~2005年供需 8-1
表44 美國主要電力及配電變壓器製造廠商 8-2
表45 美國變壓器進出口統計 8-3
表46 1994~2002年英國重要市場規模 8-4
表47 1996年中國大陸變壓器產量 8-6
表48 中國大陸變壓器主要企業排名 8-7
表49 中國大陸變壓器出口值前十名排行榜 8-8
表50 中國大陸變壓器進出口統計 8-9
表51 台電發電廠及輸變配電設備 9-2
表52 台電電力產銷概況 9-3
表53 電價與消費支出 9-4
表54 火力發電廠不同容量主變壓器數量及佔總數比例 9-6
表55 台北捷運系統變壓器使用統計 9-12
表56 我國汽電共生發電供需概況 9-17
表57 台灣地區各產業能源消費之CO2排放配比 10-5