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年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員、國家安全局國家安全情報
人員考試及
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年特種考試交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題
考 試 別
：
鐵路人員考試
等 別
：
高員三級考試
類科組別
：
電力工程
科 目
：
電力系統
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。
本科目得以本國文字或英文作答。
代號：
7
0440
頁次：
2
－
1
一、圖 1為一個幅射型電力系統，傳輸線阻抗與操作參數示於圖中。
（每小題 10 分，共 20 分）
求此系統的匯流排導納（Y）矩陣，並辨別匯流排種類、已知變數與待
求未知變數。
列出使用高斯-賽德（Gauss-Seidel）法求取匯流排 2的電壓與相角所
需疊代方程式，使用
2
1 0 0
o
V .
作為初值，列出疊代二次過程與結果。
2 2
V
1
1 0 0
o
V .
Bus 1 Bus 2
2 2
0 8 0 6
D D
P jQ
. j .
2
0 6
G
jQ
j .
1
0 5
D
P .
0 5
j .
圖1一個幅射型電力系統
二、圖 2為一個三相平衡配電系統供電兩組平衡負載電路，電源為 a-b-c 相
序，電源線電壓有效值為 3.45kV。兩組負載均為平衡負載，因此在圖 2
上僅標示每相阻抗值。（每小題 10 分，共 20 分）
計算負載吸收總三相總視在功率、總實（有效）功率與總虛（無效）
功率。
計算負載匯流排線電壓與電壓調整率（V.R.%）。
0 2
j .
負載
a
b
c
配電線
n'
負載匯流排
'
a
'
b
'
c
3 45
ab
V . kV
+
-
a
I
3 2
2
.
j
9 6 6
. j
三相電源
0 2
j .
0 2
j .
圖2一個三相平衡配電系統供電兩組平衡負載電路
代號：
70440
頁次：
2
－
2
三、圖 3為一個具有 3個操作電壓等級的三相平衡電力系統單線圖，負載為
一部等效同步電動機。圖中各電力設備的標么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，發電機電源線的
電壓為 20kV。（每小題 10 分，共 20 分）
選取發電機的額定作為全系統標么計算基準值，繪出標么系統圖。
假設同步電動機在 13.2kV、180MW、功率因數 1.0 運轉，計算發電機
輸出電壓實際值。
G1 M
Bus 1 Bus 2
300MVA,
20kV 32
j / phase
輸電線
T1, 350MVA,
20kV/230kV T2, 300MVA
220kV/13.2kV
2
0 1
T
X . pu
300MVA,
13.2kV
Bus 3 Bus 4
20
''
d
X %
1
0 1
T
X . pu
18
''
d
X %
(1) (2) (3)
圖3一個三相電力系統單線圖
四、就以下 2種常用的過電流保護電驛，請繪出並說明基本接線方塊圖、動
作公式與保護目的。（每小題 10 分，共 20 分）
瞬時/延時過電流電驛（50/51）。
差動電驛（87）。
五、一個三相、60Hz、600V 負載匯流排供應兩組三相負載，其中負載 1吸收
實功率 300kW、功率因數 0.707 落後，負載 2吸收視在功率 100kVA、功
率因數 1.0。欲規劃在負載匯流排裝置一組三相、三角接線功因補償電容
器組，以將負載總功率因數改善到 0.95 落後。（每小題 10 分，共 20 分）
計算功因補償電容的三相總虛功率與每相電容值。
計算負載功率因數補償前、後的電源線電流值。