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100
年公務人員升官等考試、
100
年關務人員升官等考試試題
代號：
35830
等 別： 薦任
類 科： 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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、某一輸電網路之導納矩陣（Y-bus Matrix）如下：
11 12 13
21 22 23
31 32 33
11 0 10
0 - 10 0
10 10 - 22
YYY
jj
Y
j
YYY
jjjYYY
−
⎡
⎤
⎡⎤
⎢
⎥
⎢⎥
==
⎢
⎥
⎢⎥
⎢
⎥
⎢⎥
⎣⎦
⎣
⎦
試繪出該輸電網路單線圖，並標示出節點（即匯流排）、分枝導納，以及並聯電
容導納值。（14 分）
若此輸電網路節點 1與節點 2間的分枝改為非標稱接頭變壓器（off-nominal tap
transformer），則 Y-bus 矩陣中，那些位置的元素值會改變？請以元素位置（i, j），
i=1, 2, 3；j=1, 2, 3 的方式作答。（6分）
二、如圖1之輸電網路所示，匯流排 1為搖擺匯流排（Swing bus），匯流排 2為電壓調整匯
流排（PV bus），匯流排 3為負載匯流排（PQ bus），其中SD1=SD2=SD3=1.0＋j0.1 p.u
.
，
..02.1..0.1 upVupP == ，1 . .
22 sch
G，每條輸電線的導納為
j
pu−
0.02 . . ，而並聯總電納為
j
pu 。試利用高斯-塞達法（Gauss-Seidel）進行一次疊代，求出每個匯流排的
電壓。（20 分）
圖1
三、
若某一輸電線路輕載時，其受電端電壓容易偏高，請列出一種改善方法，並簡
單說明之。（10 分）
在不增建輸電線路的情形下，如何可就現有的輸電線路增加其輸送實功率的容量？
請列出一種方法，並簡單說明之。（10 分）
100
年公務人員升官等考試、
100
年關務人員升官等考試試題
代號：
35830
等 別： 薦任
類 科： 電力工程
科 目： 電力系統
全一張
（
背面
）
四、如圖 2所示之電力系統單線圖，一部發電機經變壓器與四條相同的並聯輸電線連接
至無限匯流排，若其中一條輸電線左側連接匯流排處（F點）發生三相直接接地短
路故障，試求：
發電機內部電壓（即，反電勢）。（5分）
發電機傳送至無限匯流排的最大實功率。（5分）
若故障在電功率角 時清除，此系統是否會穩定，請用等面積法則計算說明。
（10 分） 80
δ
=o
此系統之相關參數如下：
發電機初始 VA 輸出（p.u.）
1.0S=
發電機初始之功率因數（落後）
0.8pf =−
1.0 0
t
V=∠
o 發電機初始端電壓（p.u.）
變壓器電抗（p.u.）
0.1
t
X=
單一輸電線之電抗（p.u.）
0.4
L
X=
無限匯流排側之系統電抗（p.u.）
0.1
sys
X=
發電機暫態電抗（p.u.）
25.0
'=
d
X
圖2
五、一條長 400 公里、138kV、60Hz 之輸電線具有下列的分佈參數： kmr / 106.0
Ω
=
，
，。假設忽略線路損失：
kmx / 493.0 Ω= kmSjy / 1036.3 ×= 6−
計算此輸電線路等效 π電路模型（Equivalent π circuit）之各參數及對應的 ABCD
參數。（8分）
計算此線路之突波阻抗（Surge impedance）及突波阻抗負載（Surge impedance
loading）。（4分）
若受電端之電壓為 132kV，在功率因數 0.95 落後之條件下吸收 40MW 時，計算
送電端之電壓與電流相量（含大小及相角）。（8分）