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102年公務人員特種考試身心障礙人員考試試題 代號：31070
等 別： 三等考試
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、一個電壓 EAB=480∠0°之平衡 Y型連接電源，供電給阻抗為 ZP=30∠40°(Ω)之平衡
△接負載，各相電源至負載的傳輸線阻抗 ZL=1∠85°(Ω)，如下圖所示。試計算：
㈠線電流(Ia、Ib、Ic)。（7分）
㈡△接負載上的電流(Iab、Ibc、Ica)。（7分）
㈢負載端點的電壓(Vab、Vbc、Vca)。（6分）
A ZLIa
a
Iab
Zp
EAn
ECn
n
E
Bn
b
Zp Ica
Zp
I
b
c
B
Ic
Ib
ZL
ZL
c
C
二、某一水力同步發電機組之簡化系統架構如下圖所示，其中主要部件包括(a)發電機
（Generator）、(b)調速機（Governor）、(c)勵磁機（Exciter）、(d)自動電壓調整器
（AV R ）及(e)水輪機（Turbine），請利用上述主要部件，概略說明水力同步發電機
組：
㈠控制有效功率（P）輸出之流程。（10 分）
㈡控制無效功率（Q）輸出之流程。（10 分）
(c)
勵磁機
水力輸入
CT
(a)
發電機
PT
(e)
水輪機
(d)
自動電壓調整器
(b)
調速機
102年公務人員特種考試身心障礙人員考試試題 代號：31070
等 別： 三等考試
類 科： 電力工程
科 目： 電力系統
全一張
（
背面
）
三、某一 60 Hz 同步發電機，其直軸暫態電抗（Xd’）及初始慣量（H）分別為 0.2 pu 及
6 MJ/MVA。此發電機經由變壓器及雙回路輸電線與無限匯流排連接，如下圖所示。
此圖中之元件電阻（R）忽略不計，電抗值則皆已轉換至共同基準 MVA。假設發電
機輸出 0.8 pu 之有效功率至 1號匯流排，1號匯流排之電壓大小（V1）為 1.1 pu，
無限匯流排之電壓則為 V2=1.0∠0°pu，請說明：
㈠計算同步發電機之暫態內電勢（E’）。（10 分）
㈡建立搖擺方程式（swing equation）。（10 分）
|
V
1|=1.1
XT=j0.158
V
2=1.0∠0°
XL1=j0.8
E
’∞
XL2=j0.8
Xd’=j0.2 12
四、某一簡化之電力系統單線圖如下圖所示，圖中之發電機可用一電動勢（emf）串接
暫態電抗（Xd”）等效之，所有阻抗皆已轉換至共同基準 MVA 且以 pu 值表示，所
有元件之電阻及對地電容亦皆忽略不計。假設所有發電機皆在額定電壓下無載運轉，
並於 1號匯流排處經由一為 pu08.0jZf
=
之故障阻抗，發生三相短路，請說明：
㈠應用戴維寧定理求出故障點處之等效阻抗及故障電流？（兩者皆以 pu 值表示）
（10 分）
㈡計算故障發生時，各發電機貢獻之故障電流及各匯流排之電壓？（10 分）
XT=j0.1
3 1 2
XL=j0.2
Xd’’=j0.1 Xd’’=j0.1
五、某電力系統之各差動保護區域如下圖所示，包括發電機、輸電線與匯流排之差動保
護區域，並假設均裝設有差動保護電驛，請說明：
㈠為何各差動保護區域需重疊？（6分）
㈡當短路故障發生於圖中 P1處，則那些斷路器會跳脫？（7分）
㈢當短路故障發生於圖中 P2處，則那些斷路器會跳脫？（7分）
Zone 2 Zone 4 Zone 9
3 12
B1 B12 B21 B23
G
Zone 10
B32 B3
Zone 1
G
Zone 3 Zone 8
B24
P2
P1Zone 5
Zone 7
B42
G
4
B4
Zone 6