電力工程 104 年輸配電學概要考古題

試說明下列二種電驛，應用於輸電線路保護之工作原理。（每小題10 分，共20 分） 過電流電驛。 測距電驛。

有一三相輸配電線路其系統單線圖如圖所示，系統以三相120 kV、500 MVA 作基值 （base），假設於匯流排2 發生電力故障，故障前於匯流排2 的合成相序阻抗分別 為：零序阻抗X0 =j0.045 pu，正序阻抗X1= j0.15 pu，負序阻抗X2= j0.15 pu，開路 電壓為1.0∠0°，試分別計算： 經j0.025 pu 阻抗接地的單相接地故障之真實故障電流。（10 分） 三相直接短路故障的相序總電流。（5 分） 前述兩種狀態下，那一種故障型態的故障電流最大？如果要使得三相短路電流為 最大，則該在變壓器T1 或T2 上做什麼處理？（5 分）

台電自興達電廠到龍崎超高壓變電所間345 kV 架空線路距離約50 公里，60 Hz， 其每相電阻R＝0.15 Ω/km，電感L＝1.33 mH/km，並聯電容忽略不計。假設負載於 345 kV 時為300 MVA，功因0.9 落後，請試以短程輸電線路模型計算： A、B、C、D 參數。（10 分） 電壓調整率。（5 分） 送電端電壓。（5 分） 送電端有效功率。（5 分）

假設一變壓器阻抗值為0.03+j0.07 p.u.，連接至一負載，其功率因數為0.8 落後。試 求得電壓調整率。（20 分）

電力系統保護設計中，需要用到方向性接地過電流電驛來偵測接地故障，並判斷故 障的發生位置，此時需要用到零序電壓Vo 及零序電流Io，請： 繪圖說明獲取Vo 及Io 的接線圖，並說明其理論根據。（10 分） 說明如何取得負序電壓V2 及負序電流I2？（10 分）

如圖所示，某平衡三相正序電源VAB＝380∠0°V 提供給一不平衡Δ接負載。其中Δ接 負載之其中一相為開路，試決定： 供給Δ接負載之線電流IA、IB 及IC。（15 分） 線電流之正序成分、負序成分及零序成分。（10 分） － ＋ (15+j10)Ω IC IA (15+j10)Ω IAB IBC VAB = 380∠0°V IB 104年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員考試及104年 特種考試交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題 代號：80760 全一張 （背面） 類 科 別： 電力工程

某三相配電變壓器額定容量為1 MVA，變壓匝數比為11.4 kV/230 V，阻抗為 (1+j4)%。實際負載為400 kVA，功率因數為0.85 落後。計算下列數值： 負載消耗之無效功率。（5 分） 變壓器於低壓側之阻抗與電流實際值。（8 分） 電壓降百分比。（7 分）

有一個工廠其主要用電設備集中在220 V 的低壓動力匯流排上，其規格如下：照明 設備容量共100 kVA，平均功率因數為0.90；感應電動機總容量為500 kVA，平均 功率因數為0.70；辦公室電腦資通訊設備等低壓總負載可以等效為220 V、80 kVA、 平均功率因數為0.60，請計算： 全廠的功率因數與用電總容量。（6 分） 為了將功率因數提高到0.95，最少需加裝多少電容量（kVAR）的電容器組？ （6 分） 如果用240 V、50 kVAR 的電容器來組裝所需要的無效功率，則需用到幾組？ 如何接線？加上電容器組後，最後的實際功率因數為多少？（8 分） 3 T1 G1 G1 G2 T2 1 2

有一配電線路供應五個用戶電力，各用戶的設備容量、功率因數、需量因數 （Demand factor）與負載因數（Load factor）如下表所示，五用戶間的重合因數 （Coincidence factor）為0.8，試求： 各用戶的最大需量。（10 分） 綜合的最大負載。（5 分） 各用戶的平均負載。（10 分） 綜合的平均負載。（5 分） 用戶 設備容量 （kVA） 功率因數 （滯後） 需量因數% 負載因數% A 75 0.6 40 30 B 270 0.78 45 46 C 120 0.8 50 50 D 360 0.82 60 60 E 220 0.91 65 60

已知一單相60 Hz 之架空電線，假設線路之電阻與線間之電導略而不計，電感值為 0.002 mH/m，電容值為15 nF/m。試求出下列數值：（每小題4 分，共20 分） 特性阻抗。 傳播常數。 衰減常數。 位移常數。 波長。

104年公務人員普通考試試題 全一張 （背面） 四、有一組三相220 V、150 hp 的感應電動機，滿載時的功率因數為0.8，使用截面積為 250 mm2 的銅導線配電，線路長度為50 公尺，金屬管配線，導線阻抗每公里為 0.0722+j0.110 Ω，請計算： 滿載運轉時的電壓降為幾伏特？多少百分壓降？（6 分） 如果改為線電壓380 V 額定的馬達，則壓降為多少？（6 分） 為了減少線路電壓降，一般可以採行何種方法？（8 分）

請說明高壓輸電線路電暈產生的原因、對相關設施與人的影響，以及降低架空輸電 線路電暈的方法。（20 分）

下圖所示為某工廠之電力系統單線圖。該工廠由11.4 kV 之三相交流電受電，電源側 短路容量為100 MVA，主變壓器為750 kVA，11.4 kV/480 V，電抗值為10%。假設 負載為一750 kVA 之等效交流電動機，電抗值為20%。假設於匯流排F 處發生對稱 型短路故障，計算由電動機流入故障點F 處之短路電流。（20 分） 某工廠之電力系統單線圖 電網 電動機

試繪圖說明負載中心整套式配電站（Load Center Unit Substation）的： 系統架構圖及主要設備組成。（10 分） 供應三相220 V 動力設備為主的變壓器常採用Δ接，但又要兼有接地點的設計， 常採用何種方法？（5 分） 低壓總開關常採用空氣斷路器（Air Circuit Breaker）為主？或以模殼斷路器 （Molded-Case Breaker）居多？為什麼？（5 分）