電力工程 104 年電機機械考古題

設有一10 kVA、2300/230 V 配電變壓器，等效電路電阻值與電抗值：R1＝4.4 Ω、 R2＝0.04 Ω、X1＝5.5 Ω、X2＝0.06 Ω、RC＝48 kΩ、Xm＝4.5 kΩ，其中R 與X 的下標 1 與2 分別代表一次側與二次側，而RC 與Xm 是參考至一次側的數值。試繪出此變 壓器參考至一次側的等效電路，及以標么值繪出此變壓器的等效電路。（25 分）

設有一部10 kW、250 V 分激式（shunt）直流發電機，電樞電阻0.1 Ω、場電阻250 Ω， 於額定電壓下滿載運轉，轉速為800 rpm。若將該直流發電機作為電動機使用，在 250 V 下運轉，耗用功率10 kW，忽略電刷壓降，試計算電動機轉速。（25 分）

設有一部250 kVA、相電壓660 V、60 Hz、Y 接三相同步發電機，電樞電阻每相0.1 Ω、 同步電抗每相1.4 Ω。試計算負載功率因數0.866 落後時的電壓調整率。（25 分）

設有一部48 kW、三相、六極、60 Hz 的感應電機，轉速1140 rpm，定子銅損1.4 kW、 定子鐵損1.6 kW、轉子機械損失1 kW，試求電動機轉差率、氣隙功率、轉子銅損、 輸出功率、效率。（25 分）

某一台三相13.8 kV（線電壓），2 極，60 Hz，Y 接三相同步發電機，每相的等效同 步電抗為12 Ω，忽略電樞電阻及所有損失。當三相同步發電機接於13.8 kV 的電力 系統，試求：（每小題10 分，共20 分） ㈠若電樞電流（相電流）為200 A，且功率因數為0.8 滯後，計算發電機的輸出總實 功率，感應電勢及功率角。 ㈡同㈠條件下，激磁電流維持固定，計算發電機的最大輸出功率及最大電磁轉矩。

有一部三相Y-接隱極式（Non-salient pole）同步發電機：20 kVA，P=4，60Hz，208V， Ω 0.0 ， phase，忽略旋轉損失。將其接至三相60Hz，208V 之匯流排： a s ㈠調整激磁電流使得於功率因數為 8.0 cos = θ 落後下，供給功率為P = 10kW。求磁 化電壓及功率角（ δ ∠ f E ）。（6 分） ㈡如實功率不變下，欲使功率因數為 0.1 cos = θ ，求激磁電流為情況㈠之百分比、新 的磁化電壓及功率角（ δ ∠ f E ）。（7 分） ㈢如欲使功率因數為超前，激磁電流應如何安排？（2 分）