電力工程 111 年輸配電學概要考古題

臺灣夏季多雷雨，為了防止電力系統的輸電線路與變電設備遭受雷害， 需裝設避雷系統來保護設備與建築物安全，請回答與說明下列的問題： ㈠避雷針（lightning rod）及避雷器（lightning arrester）保護的對象及安 裝的位置。（10 分） ㈡構成避雷系統的三大主要電氣零組件為何（缺一不可）？請繪出這三 大零組件安裝的實際位置圖。（15 分）

有一220 kV、60 Hz 的電力系統，系統中某條150 公里長的無損耗輸電 線路（忽略所有串聯與並聯電阻），經計算得出每相每公里串聯電感為 0.622 mH/km，並聯電容為0.01175 μF/km；請求出： ㈠每公里的串聯阻抗及並聯導納。（5 分） ㈡針對本條輸電線路，分別繪出⑴短程、⑵中程、⑶長程輸電線路模型， 並在輸電線路模型中，標示出串聯阻抗及並聯導納的計算公式。（20 分）

有一用電戶，經三相三線22.8 kV、60 Hz 配電線路供電，線路阻抗為 0.03+j0.15 Ω，以電力公司的供電電源端輸出電壓為基準，測得電源端送 出的電流為250∠+30° A；請求出： ㈠負載受電端的負載電壓及負載消耗的三相電功率。（10 分） ㈡負載端的電壓調整率。（5 分） ㈢本用戶和一般工廠的電壓調整率及負載端電壓的大小，有何不同特 徵？請劃出相量圖說明原因。（10 分）

配電線路中常因為用電戶增加，導致線路壓降嚴重，使得用戶端的電表 端責任分界點的供電電壓VS 低於用電設備的額定電壓VR，對於用電設 備的運轉造成不正常的影響，請回答下列的問題： ㈠電壓異常對於下表中用電設備的影響（增加或減少）。（10 分） VS >（110%）VR VS <（90%）VR 感應電動機滿載轉矩 感應電動機滿載電流 電熱設備的發熱量 電熱設備的壽命 ㈡如果要將負載端的電壓提升至正常的電壓範圍，則可採行那些策略？ 試舉出3 種方法，並說明其可以改善線路電壓降的理由。（15 分）

一三相60 Hz，220 kV 傳輸線，長度為40 km。導線的電阻為0.15 /km， 電感為1.3262 mH/km。計算導線的電壓調整率及傳輸效率，當接收端的 負載參數為：（每小題10 分，共20 分） ㈠381 MVA，功率因數0.8 落後，220 kV。 ㈡381 MVA，功率因數0.8 領先，220 kV。