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109年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
電力工程
科 目
：
電機機械
考試時間
：
2
小時
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
38170
頁次：
2
－
1
一、下圖所示之線性機（Linear machine）磁通密度B為0.5 T，方向進入紙面，
電阻0.25 Ω，導體長=1.0 m，電源電壓VB為100 V。試求：
啟動時之初始力與初始電流為何？（10分）
若加一30 N反運動方向之力於導體，則新的穩態速度為何？（10分）
二、一台20 kVA，440/120 V的單相變壓器，經由適當接線用來連接560 V電源
並供應440 V的負載，假設此變壓器為理想變壓器，且絕緣等級為600 V以
上。試求：
試繪出變壓器的接線方式以滿足上述需求。（10分）
求在此配置下變壓器的kVA額定？（5分）
自耦變壓器的最佳使用時機為何？（5分）
三、一部300 hp，440 V，560 A，800 r/min 分（並）激式直流電動機，其測試
之資料如下：
轉子堵住試驗： VA= 15 V 扣除電刷電壓
I
A
= 500 A VF= 440 V
IF= 7.6 A
無載運轉： VA= 440 V 包含電刷電壓
I
A
= 23.1 A IF= 7.5 A
n = 800 r/min
（其中VA：電樞電壓，IA：電樞電流，VF：激磁電壓，IF：激磁電流，n：轉速）
假設電刷壓降2 V，鐵損是在電樞電壓等於滿載下之電樞電壓下求得，雜
散損失為滿載時之1%，試求額定滿載時：
輸入功率。（5分）
輸出功率。（10分）
效率。（5分）
B=0.5 T
1.0 m
VB=100 V
t
=0
0.25
Ω
i
代號：
38170
頁次：
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2
四、一石化廠利用製程的剩餘蒸氣作為汽電共生廠發電機的動力來源，其
安裝了三部10 MW的汽渦輪發電機組，其中發電機的額定4.16 kV，
12.5 MVA，60 Hz，0.8 PF落後之兩極Y接同步發電機，同步電抗為1.2 Ω
且電樞電阻為0.04 Ω。發電機1和發電機2的實功率-頻率特性曲線斜率
為6 MW/Hz，發電機3之斜率為7 MW/Hz。
假設三部發電機之無載頻率皆調至61 Hz，當系統運轉頻率為60 Hz時，
此三部發電機的實功輸出為何？（10分）
在此狀況下若任何一部發電機之額定均不超過，則三部發電機可供應
之最大功率為多少？（10分）
五、一部100 hp，460 V，四極，Y接三相感應電動機，其每相等效至定子側的
等效電路參數如下：
定子電阻與電抗：R1= 0.06 Ω，X1= 0.32 Ω，轉子電阻與電抗：R2= 0.035 Ω，
X2= 0.39 Ω，激磁電抗：XM= 9.3 Ω。
摩擦與風阻損失：PF&W=650W，雜散損失Pmisc=150W，鐵損Pcore =600W。
當轉差率s = 0.02時，試求：
線電流IL。（10分）
氣隙功率PAG。（5分）
感應轉矩τind。（5分）