電力工程 114 年輸配電學概要考古題

關於短中程輸電線路電路模型，受電端220 kV三相，頻率60 Hz ，每相 電阻是0.15 Ω/km、每相電感是1.1mH/km且每相並聯電容為0.01μF/km， 請回答下列問題： 請解釋輸電線路集膚效應。（5 分） 繪出短程輸電線之長度為40 km之輸電線路的單相電路模型。（10 分） 繪出中程輸電線之長度為160 km的輸電線路的單相電路π模型。（10 分）

有一60 Hz 之三相三線單迴路輸電線採正三角形配置，線路長度為 110 km，導線線間距離為2.5 m，導線平均幾何直徑為18.5 mm（單 位電阻為0.091 Ω/km）。已知受電端線電壓為66 kV，供應平衡三相 負載，其功率為21 MW，功率因數0.8 滯後，試回答以下問題： 此輸電線路之每線電感抗（單位：Ω）與線對中性點電容導納（單位：S） 約為何？（10 分） 若以π 型等效線路模型計算，則送電端供應之複功率為何？（15 分）

有一部500 MVA 、23 kV之同步發電機，已知同步發電機次暫態電抗 d X 0.15 p.u.  ，暫態電抗 d X 0.24 p.u.   ，同步電抗 d X 1.1p.u.  。發電機 以無載且超出5%額定電壓運轉，若發生三相短路故障於負載側，請問： 此同步發電機的電流基準值 base I 為何？（5 分） 同步電抗的阻抗為多少歐姆？（10 分） 實際之次暫態故障電流多少安培？（10 分）

如圖一所示，某製造廠設置專用三相配電系統，供應一台三相交流同步 電動機運轉之用，假設電源側（11.4 kV）之短路容量為250 MVA，其他 各設備規格請參閱圖一。當此配電系統於1.5 kV 側匯流排（F 點）發生 三相短路故障時，若選擇3 MVA 為容量基準值，請使用阻抗標么法，試 計算其瞬時短路對稱故障電流約為何？（假設1 HP≒1 kVA）（25 分） 1.5 kV, 2000 HP Xd”=15%, Xd’=20% 變壓器 11.4 kV/1.5 kV 3 MVA, 7% 圖一 SM F 電源側 11.4 kV 250 MVA

兩匯流排中間線路連接，匯流排1 的電壓 1 V 11.4 30 kVrms    ，匯流排 2 的電壓 2 V 11.4 0 kVrms   ，線路電阻不計且電抗jX j10  。請問： 由匯流排1 流向匯流排2 的電流I 之大小及相角為何？（5 分） 匯流排1 供給的實功率？（10 分） 匯流排2 供給的虛功率？（10 分）

有一單相兩線式低壓配電系統，頻率為60 Hz，經由一專用線路供電給 單相負載，已知線路長度為300 m，單位阻抗為0.184+j0.098 Ω/km，負 載阻抗為1.4+j1.05 Ω。若負載側電壓固定為400 V，擬採用並聯電容器， 將負載功率因數校正至0.95 滯後，則需使用多少μF 之電容器？當功率 因數校正後，電源側可節省多少視在功率（VA）？（25 分）

關於輸配電系統之保護，請回答以下問題： 電暈如何形成及現象？（5 分） 保護系統有三個次系統，除了轉換器外還有那兩個次系統？（10 分） 保護系統的轉換器一般為那兩種？其作用為何？（10 分）

輸配電系統中，為了運轉上的需要，常會將斷路器（CB）與隔離開關（DS） 如圖二配置。請說明斷路器與隔離開關之啟斷功能主要差異為何？此 外，若要對斷路器進行檢修，於停電與復電過程中，請說明斷路器與隔 離開關之操作順序應為何？（25 分） 斷路器 (CB) 隔離開關 (DS) 變壓器 (Tr) 圖二 負載 電網