高普考題庫
108 年 108年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

電力系統

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1一部額定三相、60 Hz、Y 連接、220 V 之同步發電機組經由三條連接線供電給三個並聯的三相平衡負載,已知一號負載之額定為16 kVA、0.8lagging(落後);二號負載之額定為12 kVA、0.6 leading(超前);三號負載為額定8 kW 之純電阻器。假設三條連接線之阻抗均為0.1 + j0.6 Ω,且負載端線電壓大小之量測結果為200 V。試求合併這三個並聯負載之:(每小題5 分,共20 分)㈠總視在功率(apparent power)。㈡總實功。㈢總虛功。㈣總線電流大小。
申論 2一部額定三相、60 Hz、Y 連接、同步電抗為1.0 標么之大型同步發電機組,經由三條輸電線連接至一個電壓大小為1.0 標么、相角為0°的無限匯流排(infinite bus)。已知該同步發電機輸出電流為0.9 標么、功率因數為0.8 落後,忽略同步發電機之定子繞組電阻及輸電線的阻抗。上述之標么值均以該同步發電機組之額定為基準。若此時將該發電機組之激磁或勵磁(excitation)增加10%且控制輸出實功大小維持不變,試求該發電機組之:(每小題5 分,共20 分)㈠無載標么電壓之大小與相角。㈡定子繞組標么電流之大小與相角。㈢輸出虛功標么值。㈣輸出虛功變動百分比。
申論 3試繪圖並簡要說明如何採用比流器(current transformers)與差動電驛(differential relays)之正確連接,以對一次側、二次側之三相繞組分別為Δ連接、Y 連接的一具三相電力變壓器進行兩側三相繞組可能發生故障時的基本保護。(20 分)
申論 4一個電力系統之兩個區域1、2 經由一條聯絡輸電線(tie line)做連接,這兩個區域具有以下的參數(以1000 MVA 為共同容量基準,下標1、2分別代表區域1、2):調速機之速度調整率R= 5%、R= 6.25%;頻率敏感負載係數(frequency-sensitive load coefficient)D= 0.6、D= 0.9;慣性常數H= 5 MW⋅s/MVA、H= 4 MW⋅s/MVA。已知該雙區域內的機組均並聯運轉於50 Hz 的標稱頻率,同步功率係數(synchronizing powercoefficient)由初始條件計算得知為P = 2.0標么。若區域1發生187.5 MWs之負載變動,試求:(每小題5 分,共20 分)㈠新的穩態系統頻率值(Hz)。㈡每一個區域之機械輸入功率變動量(MW)。㈢每一個區域之負載功率變動量(MW)。㈣聯絡輸電線之功率變動量(MW)。
申論 5一個三相、60 Hz 之電力系統如下圖所示,兩個三相Y-Δ連接變壓器站A、B 之Y 連接繞阻中性點分別經由700 Ω之純電阻器R、R 連接至大AB地,已知兩變壓器站A、B 之間的輸電線電壓大小為69 kV、長度為100km,且每一條輸電線對大地之等效充電電容值為0.1 μF/km,忽略正序及負序阻抗。若在69 kV 輸電線上發生單線接地故障時,試求:(每小題5 分,共20 分)㈠每一條輸電線對大地之總等效充電電容值(μF)。㈡流經故障點的零序電流大小(A)。㈢流經故障點的故障電流大小(A)。㈣流經中性點電阻器之電流大小(A)。AB100 km單線接地故障RARB