國營事業考古題 108年 電力系統與電機機械

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1. 如圖所示，假設故障前電壓Vf＝1.05∠0˚ pu，故障前負載電流及Δ-Y變壓器之相位移忽略不計，三相電力系統其參數值如下所述，請回答下列問題：（計算至小數點後第4位，以下四捨五入）

同步發電機：
G，60MVA，13.8kV，X"＝0.15pu，X2＝0.18pu，X0＝0.05pu，Xn＝0.01pu
變壓器：
TR1，60MVA，13.8kV/161kV，XTR1＝0.1pu
TR2，60MVA，161kV/13.8kV，XTR2＝0.1pu
輸電線路：
TL12，161kV，X1＝X2＝0.2pu，X0＝0.3pu
TL13，161kV，X1＝X2＝0.12pu，X0＝0.2pu
TL23，161kV，X1＝X2＝0.18pu，X0＝0.2pu
感應電動機：
IM，60MVA，13.8kV，X"＝0.2pu，X2＝0.21pu，X0＝0.08pu，Xn＝0.05pu
(一)請繪出系統之序網路阻抗圖：
　　(1)正序網路阻抗圖
　　(2)負序網路阻抗圖
　　(3)零序網路阻抗圖
(二)若匯流排4發生b、c相間直接接地故障，請以pu表示並計算：
　　(1)三相之次暫態故障電流
　　(2)中性線故障電流
　　(3)電動機三相分別提供之故障電流
　　(4)輸電線路三相分別提供之故障電流

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1. 有單相變壓器3具，其額定為11.95kV/110V，20kVA，以Δ-Δ方式連接，供給2台30HP，功率因數0.8滯後，效率為0.95之三相感應電動機，今某具變壓器因燒毀而卸下維修，請計算：（計算至小數點後第3位，以下四捨五入）
(一)故障後每具變壓器負擔多少kVA負載
(二)電動機之負載共需降載至多少仟瓦，方可避免過載

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1. 如圖所示，一台三相四極、13.8kV、100MVA、Y接同步發電機，其＝0.5713Ω/相，電樞電阻可忽略不計，連接13.8kV/69kV變壓器（XTR＝0.2pu）後，經2條平行輸電線（X23＝0.25pu，X24＝0.12pu，X34＝0.2pu）傳送電力至無限匯流排，且無限匯流排以0.95落後功因取得1pu實功，設匯流排4發生永久性三相直接短路接地故障，該故障藉斷路器B24及B34予以排除，且故障後斷路器一直保持開啟狀態，已知H＝3sec，Pm＝1pu，請計算：（計算至小數點後第4位，以下四捨五入）

(一)發電機內電勢
(二)發電機輸出端電壓
(三)故障前發電機與無限匯流排間之功率角方程式
(四)故障期間發電機與無限匯流排間之功率角方程式
(五)故障清除後發電機與無限匯流排間之功率角方程式
(六)利用等面積法則，求臨界清除角

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