電力工程 95 年電力系統考古題

兩個電壓源E1 及E2，經由阻抗Z = 1+ j 5 Ω相連，若E1 = 110∠0° V 且E2 = 95∠15° V。（20 分） 電壓源E1 送出或吸收之有效功率與無效功率值為多少？ 電壓源E2 送出或吸收之有效功率與無效功率值為多少？

三相系統相對相故障如右圖所示： 證明在此故障下正相序電流I1， 等於負相序電流I2，方向相反。（10 分） 導出故障電流If 為何？（10 分） 繪出相對相短路故障等效電路圖。（5 分）

下圖為一個輸電線模型，其線路參數標么值如下： 01 .0 B 0.12, X 0.0152, R , 54 .8 017 .1 V , 0 048 .1 V C R s = = = ° − ∠ = ∠ = ° 求出此線路發電端之輸出功率。（10 分） 線路損失為何？（10 分）

某一含次暫態阻抗之電力系統滙流排阻抗矩陣（Bus impedance matrix）Zbus 如下所 示。若各滙流排的電壓均設定為1∠0°標么，且不考慮負載電流的情況之下，若在 滙流排2 發生三相短路故障，故障阻抗Zf = j 0.16 Ω，計算故障時各滙流排的電 壓。（20 分） ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = 34 .0 16 .0 12 .0 16 .0 24 .0 08 .0 12 .0 08 .0 16 .0 j j j j j j j j j bus Z

三相四線發電機接線如下圖所示，試繪出在圖中保護區內局部接地故障電驛 （Restricted Earth Fault Relay）接線圖，並解說為何接地故障發生於保護區內 則電驛動作，故障發生於非保護區內則電驛不動作。（15 分） 過電流與接地故障可整合為同一電驛，此種電驛適合保護那一種電力系統，並繪 圖說明其動作原理。（10 分）

三部火力機組供電系統，輸入輸出曲線（I/O curve）之部分量測值如下： Unit Number Power output （MW） heat input （MBtu/h） Min Max （MW） Fuel Cost （$/MBtu） 1 40 100 300 565 1090 2970 40 300 0.80 2 40 100 200 993.8 1439 2309 40 350 1.02

如下圖之電力系統，當滙流排1 發生直接三相短路故障時，正以額定電壓的方式運 行。若不計故障前負載電流，試計算次暫態發電機與電動機的電流大小，以標么值 表示之。（20 分）

長輸送線中特性阻抗定義為ZC= C j G L j R ω ω + + =RC+jXC，其中R+jω L 為串聯阻抗， G+jωC 為並聯導納，在下列特殊情況下，傳導波速及RC與XC值為何？ 無損失傳輸線（5 分）低損失傳輸線（5 分）無失真傳輸線（5 分） 有一個無失真傳輸線，特性電阻RC為50Ω，衰減常數 = α 1.15×10-3Np‧m-1，電容 C＝0.1pF‧m-1，求傳導波的波速及沿著傳輸線z 方向，電壓在1 公里及5 公里之 衰減量百分比（%）為多少？（10 分） R Y B N 保護區域 非保護區域 → → VA VB VC IB→ IA IC 95 年公務人員高等考試一級暨二級考試試題 類 科： 電力工程 全一張 （背面）

50 100 400 781.25 1175 3800 50 450 0.90 求能滿足上述資料最適當的輸入輸出（I/O）曲線。（10 分） 當負載為495 MW 時，求滿足最低成本之各發電機組發電量。（10 分） 三、一個工廠的電源供應為500 Vrms，60 Hz，此工廠的兩個主要並聯負載為：40kW 電感性負載，功率因數0.5，24 kW 電容性負載，功率因數0.96。 求此工廠所消耗視在功率為何？（10 分） 求補償功率因數至1.0 的方法。（10 分） s V R Bc Bc R+j p PR G1 VS SS BC R＋jX BC SR VR 95 年公務人員高等考試三級考試試題 類 科： 電力工程 全一張 （背面）

兩個負載Z1= 40 + j 20 Ω、Z2=30 + j 30 Ω，並聯到一個220 V，60 Hz 的單相電壓 源。（20 分） 計算此時從單相電壓源流出之電流。 若用電容補償將整體負載之功因改善至0.95 落後，求此時單相電壓源流出之 電流。 G M T2 T1 1 2 3 4 100 MVA 138 kV Y / 13.8 kV ? X = 0.1 XLine = 20O 100 MVA 13.8 kV ? / 138 kV Y X = 0.1 100 MVA 13.8 kV X＂= 0.2 100 MVA 13.8 kV X＂= 0.15 " " pu pu pu pu ∆ ∆ Ω 95 年公務人員特種考試原住民族考試試題 代號： 類 科： 電力工程 全一張 （背面） 31270

有一系統如下圖所示，滙流排1 與2 間聯結電路損失為25MW，電力潮流由滙流排 1 至滙流排2 為250MW，增量成本為 1 1 dP dF =0.012P1+9 2 2 dP dF =0.032P2+7 負載端成本λ=15$/MWh 求各發電機發電量（20 分）及負載量PR（5 分）？ NO.1 NO.2 →250MW PL=25MW PR ○ 1 ○ 2

試回答下列問題： 何謂再生能源？試舉五例。（10 分） 你認為在台灣最有潛力的再生能源為何？試舉三例說明。（10 分）

如下圖所示之電力系統，圖內輸電線路旁所標示的數值，是該輸電線路依據共同基 準值的阻抗標么值。請依圖中所標示的滙流排編號，建立出該系統之滙流排導納矩 陣（Bus admittance matrix）Ybus。（20 分） G 1 2 3 4 j 0.2 j 0.125 j 0.1 j 0.1 j 0.25 G G G 1 j 0.1 j 0.2 j 0.25 4 j 0.125 2 j 0.1 3

下圖為一個三相四線不平衡電力系統，試求： 中性線電流與電壓。（10 分） 此系統實功輸出為多少？（10 分） C B A c b a 2Ω n 2Ω N 110∠0° Vrms Vrms Vrms 3Ω 2Ω 110∠-120° 2＋j3Ω 2＋j3Ω 2Ω 110∠120°