電力工程 113 年輸配電學概要考古題

圖一為一個平衡三相配電系統單線圖，其中電源阻抗可忽略，三相配電 線的每相阻抗值如圖所示。此時負載在額定容量操作，負載額定如圖所 示，負載的線電壓為3.3 kV。 繪出圖一的等效單相電路，並計算電源的實際線電壓，與此系統的電 壓調整率（V.R.%）。（15 分） 繪出圖一等效單相電路的相量圖，標示負載側電壓、電源側電壓、負 載電流、傳輸線電壓降之間的相量關係。（10 分） 3.3 kV 3,000 kVA, pf = 0.8落後 0 02 0 2 lZ . j . /    相 三相電源 3.45 kV 圖一

圖二為一個三相配電系統，其中3.45 kV/0.6 kV 主配電變壓器T1 的額定 參數示於圖中，主配電變壓器的漏電抗XT1 為等效至低電壓側實際值， 負載匯流排Bus 2 在額定電壓0.6 kV 操作，負載吸收視在功率為配電變 壓器額定容量的80%，電源側短路容量假設為無限大。 計算無熔絲開關NFB1 負載側的額定電流與對稱三相短路電流。（15 分） 以主配電變壓器T1 額定為基準值，計算此主配電變壓器漏電抗的標 么值。（10 分） Bus 1 Bus 2 T1, 2 MVA, 3.45 kV/0.6 kV 1 0 016 T X . /   相 CB1 NFB1 3 45 SC . kV , MVA  負載 pf = 0.85落後 圖二 T1

一、某單相60 Hz 之二線式架空線路，其實心圓柱型銅導體直徑為1.5 cm， 導體水平排列，間距為0.5 m。試計算下列各值，單位以mH/km 表示。 每一導體內部因磁通鏈所產生的電感。（10 分） 每一導體因內部及外部磁通鏈所產生的電感。（10 分） 線路的總電感。（5 分） 二、下圖所示為一簡單的三匯流排電力系統單線圖，各發電機以一暫態電抗 後接一電動勢表示。全部阻抗均以共同MVA 為基準的標么值表示，所 有電阻及並聯電容抗均忽略。發電機均在無負載下運轉在其額定電壓， 且電動勢同相位。若有一個三相短路故障經由 0.19 pu f Z j  的故障阻抗 發生在匯流排3。 利用戴維寧定理求故障點的阻抗，以pu 值表示。（15 分） 計算故障電流，以pu 值表示。（10 分） j0.05 j0.75 j0.075 j0.45 j0.30 三、兩交流電機被一阻抗為(0.7+j2.4) 的線路連接在一起，如下圖所示。 1 500 16.26 V    V 及 2 585 0 V   V 。試計算下列各值： 各電機的複數功率，並決定他們的實功率及虛功率是吸收或是供給。 （15 分） 線路上的實功率及虛功率損失。（10 分）

圖三為一個單相、480 伏特、60 Hz 配電系統，供應兩組負載與一組功因 補償電容C，其中負載1 的輸入實功率為30 kW、功率因數為0.707 落 後，負載2 的輸入實功率為40kW、電感性虛功率為30kVAr。 計算負載1 與負載2 吸收的總複數功率、總功率因數、總負載電流 LI 大小。（15 分） 若規劃將總負載功率因數改善到0.95 落後，計算此功因補償電容所需 的電容量（ F  ）。（10 分） 480 (rms) V SI LI 負載1 負載2 C 圖三

關於輸配電系統的中性點接地，請說明下列問題： 中性點接地的方法有那幾種？（12 分） 中性點接地的主要目的為何？（13 分）

圖四為一個主配電變壓器供電系統，圖中各斷路器裝置有過電流保護電 驛，各保護電驛的保護代碼為50/51。 繪圖並說明過電流保護電驛使用的保護代碼50/51 功能為何？（10 分） 繪圖並說明圖四中CB1 至CB3 如何進行過電流保護協調？（15 分） CB3 CB2 CB1 保護電驛 50/51 保護電驛 50/51 保護電驛 50/51 CT2 2,000/1 CT3 500/1 CT1 1,000/1 負載1 至負載2 三相 電源 圖四