電力工程 97 年電機機械考古題

一具500 kVA 變壓器，其24 小時的負載需求如下：無載2 小時；20 %額定負載， 0.7 功因4 小時；40 %額定負載，0.8 功因4 小時；80 %額定負載，0.9 功因6 小時； 100 %額定負載，滿功因6 小時；125 %額定負載，0.85 功因2 小時。假設該具變壓 器之鐵損為1800 W，額定負載等效銅損為8.2 kW，試求24 小時的總能量損失。 （10 分）24 小時的總輸出能量。（10 分）全日效率。（5 分）

下圖之電力系統包括480 V 發電機，1：10 理想升壓變壓器，傳輸線，20：1 理想 降壓變壓器及負載，其中傳輸線阻抗為 Ω 60 20 j  ，負載阻抗為 Ω 30 10   。選擇發 電機端480 V 和10 kVA 為系統基準值，試求系統中每一點的電壓、電流、阻抗 及視在功率（apparent power）的基準值。（10 分）將下圖轉換成標么等效電路 並繪圖。（10 分）傳輸線的損失功率。（5 分）

為解決直流電機因換向（commutation）所產生之電樞反應（armature reaction）和 dt di L 電壓問題，使用中間極（interpoles）和補償繞組（compensating windings）， 請問中間極在發電機和電動機的極性如何設定？（10 分）分別說明中間極和補 償繞組如何解決直流電機換向問題。（15 分）

試分別說明負載變化對同步電動機的影響。（10 分）磁場電流改變對同步電動 機的影響。（15 分） + - VG IG V 0 480   區域1 區域2 區域3 20:1 Iload Zload = Ω 30 10   Ω 60 j Zline Ω 20 Iline 1:10

有一台三相四極同步電動機，當外加三相208V，60Hz 電壓源時，調整其場激磁電 流使其功因為1.0，同時此時電動機吸收之功率為3kW。假設此同步機每相等效同步 阻抗可以j8Ω近似之，同時固定激磁不變，試求其可能產生之最大轉矩。（20 分）