申論 1圖1為一個三相平衡電路，電源為正相序，電源相電壓的單位為伏特，傳輸線與負載阻抗單位為歐姆。電源經傳輸線供電兩組並聯的三相平衡負載，試計算：㈠電源線電流I 大小、負載線電壓V L大小。（10分）Sab㈡負載吸收總實（有效）功率、總虛（無效）功率、總視在功率、負載功率因數（pf）。（15分）a'IaSj 0 .24000o+3.2+j2-9.6+j69.6+j6n'nVLab--j 0 .63.2+j23.2+j2++j 0 .2b9.6+j6c'b'j 0 .2c負載傳輸線圖1. 一個正相序、三相平衡電路
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申論 2圖2為一個有3個操作電壓等級的三相平衡電力系統單線圖，負載側實際線電壓63 kV，三相負載吸收5 MW實功率、功率因數（pf）0.9落後（lagging）。圖中各變壓器標么（pu）電抗為以本身額定為基準計算得到，三相傳輸線的每相總電抗實際值標於圖中，變壓器的相位移可不予考慮。㈠選取第二部變壓器（Tr.2）額定作為全系統標么計算基準值，繪出標么系統圖。（10分）㈡以小題㈠的標么系統圖計算電源端線電壓實際值，與電源端輸出視在功率。（10分）ETr.1, 5MVATr.2, 10MVApf0.9lagging圖2. 一個有3個電壓等級的三相平衡電力系統
申論 3圖3的三相電力系統中，所有標么（pu）值均已統一基準值，且X、X、X分別代表正相序、負相序、零相序電抗值。在匯流排2（Bus 2）的a相發生完全單線接地（SLG）短路事故，事故前系統為平衡、故障相的電壓為1.0標么，且線路電流可忽略。變壓器的正、負、零相序電抗值假設相等，且變壓器相位移不予考慮。㈠繪出此單線接地事故電流計算所需的相序組合電路。（10分）㈡計算此單線接地事故電流的標么值。（10分）Bus 1Bus 2Bus 3Bus 4G1G2SLGline100MVA,Tr.1, 100MVA,Tr.2, 100MVA100MVA,13.8kV13.8kV/138kV138kV/13.8kV13.8kV圖3. 一個三相電力系統
申論 4圖4為一個單機-無限匯流排系統，圖中同步發電機操作在60 Hz，同步電抗X1 0.pu，轉子慣量H = 5秒，轉子阻尼（D）忽略。同步發電機經過SX0 2.pu的傳輸線傳送實功率P0 8.pu、功率因數（pf）0.85落後lG（lagging）至無限匯流排，無限匯流排電壓為V1 0.0pu，以上所述標么值均已統一基準值。㈠計算此發電機內電壓E 與功率角，並繪出相量圖。（15分）a㈡若此系統發生小擾動導致同步發電機轉子產生低頻振盪，試由搖擺方程式（swing equation）計算此低頻振盪頻率（Hz）。（10分）G傳輸線圖4. 一個單機-無限匯流排系統
申論 5圖5為一個輻射型單電源配電系統與過電流保護電驛（保護代碼50/51）控制斷路器（CB）跳脫的架構，回答下列問題：㈠過電流保護電驛使用的保護曲線特性，與延時（51）、瞬時（50）過電流保護功能為何？（5分）㈡圖5中，若在CB1下游發生饋電線短路事故或過載，說明何謂過電流保護協調？（5分）CB3jXCB2jXCB1llG饋線短路50/5150/5150/51或過載圖5. 一個輻射型單電源配電系統與過電流保護電驛控制斷路器跳脫架構