電力工程 95 年電機機械考古題

兩台理想之單相變壓器及其周邊的線路元件如下圖所示，若其中變壓器Tr. #1 所連 接的阻抗z1 及z2 的標么（p.u.）值大小均是以Tr. #1 的額定量為基準，則在下圖 中：㈠由電源端看進去的等效阻抗zin 為多少Ω？㈡消耗在負載zL 的總實功PL 為多 少W？（20 分） Tr. #1 z2 z1 20 kVA 100 V : 200 V Vs(t) zL Tr. #2 20 kVA 200 V : 400 V zin = ? PL = ? Vs(t)= 141.21cos(377t) V, z1 = 0.1 p.u. , z2 = 8.8–j2.2 p.u. , zL = 70.4 + j17.6 Ω .

一台直流並激（Shunt Excited）電動機的額定輸入電壓為100V，而其激磁電路電 阻為500 Ω，電樞電阻為0.5 Ω，且電動機之轉動機械損失可以忽略。若希望在電 動機的啟動瞬間其電樞電流不要超過10 A，試問㈠應在其電樞電路串聯至少多大 的啟動電阻？㈡若當電動機正常運轉時（此時啟動電阻已短路）需要帶動一個125 W 的機械負載，試問此時電動機的總輸入電流為多少？（20 分）

若將某台三相四極且額定為208 V，60 Hz，380 W 之感應電動機操作在轉子為 60π rad/s 的速度條件下，且其等效至定子側的電路參數分別為：r1 = 0.5 Ω， r2' = 0.5 Ω，x1 = 1.5 Ω，x2' = 1.5 Ω，xm = 75 Ω。假設電動機的轉動機械損失及鐵心 損失可以忽略，則求此時電動機之㈠定子線電流；㈡轉子消耗之實功率；及㈢定子 輸入之總複數功率。（30 分）

如果將一台每相等效同步電抗為0.5 Ω之三相同步發電機連接至一個線間電壓為 380 V，且消耗9 kVA、功因為0.866 滯後的三相電感性負載。試問此時㈠發電機 所提供的線電流為多少？㈡而若維持此一發電機的激磁電壓與機械轉速不變，且發 電機所能提供予負載的端電壓亦維持為380 V 的話，請估算出在此條件下，發電機 理論上所可以提供予負載的三相最大實功率為多少？而在最大實功的操作條件下， 這時提供予負載的三相總虛功又為多少？（30 分）

有三個相同札數比（turn ratio）的單相變壓器要組成三相變壓器，由三相11.4kV 的 配電饋線供電。如要供應220-V 三相負載時，請說明分別使用Y-Y，Y-△，△-△， △-Y 接線時，單相變壓器的札數比與電壓等級。（20 分） 六、請說明單相變壓器參數（parameter）的辨識測試方法與過程，並請畫出測試時的接 線電路圖與所需之儀表。（20 分）