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103年公務人員特種考試關務人員考試、103年公務
人員特種考試身心障礙人員考試及103年國軍
上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：10770
考 試 別： 關務人員考試
等 別： 三等考試
類 科： 電機工程
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、圖一所示為某三相電力系統之單線圖，所有阻抗皆標示成以 100-MVA、400-kV 為
基準之標么值，匯流排 2上之負載 S2 = 15.93 MW - j33.4 Mvar，而匯流排 3上之
負載 S3 = 77 MW + j14 Mvar，如保持匯流排 3電壓於 400 °0kV，試決定：
匯流排 1之電壓大小，以 kV 值表示。（10 分）
匯流排 2之電壓大小，以 kV 值表示。（10 分）
二、圖二所示為採水平方式架設之三相換位輸電線，導線間距為 8 m。每相由一條導線
組成，導線的幾何平均半徑（geometric mean radius, GMR）為 1.515 cm。
試決定此輸電線每相每公里的電感，以 mH/km 表示。（10 分）
若將輸電線換成如圖三所示之架構，每相由二條導線組成，二導線中心間距為 40 cm。
若已知所得每相電感為第小題電感的 70%，試決定每條導線的 GMR。（10 分）
三、某一部額定為 50 MVA、30 kV、中性點直接接地的發電機，其正相序、負相序與
零相序電抗分別為 25%、15%與5%。假如故障阻抗為零，則此故障稱為直接故障
(bolted fault)。
如果將直接單線對地故障（bolted single line-to-ground fault）的故障電流限制為
直接三相故障的故障電流，試決定接於發電機中性點的限流電抗大小（以歐姆值
表示）。（10 分）
如果將直接雙線對地故障（bolted double line-to-ground fault）的故障電流限制為
直接三相故障的故障電流，試決定接於發電機中性點的限流電抗大小（以歐姆值
表示）。（10 分）
V
1
V
2
V
3
S
2
S
3
圖一
j
0.5 pu
j
0.4 pu
Dab = 8 m Dbc =8m
Dca = 16 m
a b c
圖二 Dca = 16 m
圖
三
Dab = 8 m Dbc =8m
a b c
40 cm
103年公務人員特種考試關務人員考試、103年公務
人員特種考試身心障礙人員考試及103年國軍
上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：10770
考 試 別： 關務人員考試
等 別： 三等考試
類 科： 電機工程
科 目： 電力系統
全一張
（
背面
）
四、圖四所示之電力系統，匯流排 1是匱乏匯流排(slack bus)，令 °
=
00.1
1
V
pu；匯流排 2
是負載匯流排（load bus），且負載為 11 jSD
+
=
pu。連接匯流排 1及匯流排 2的輸
電線串聯阻抗 °= 76156.0
l
Z
pu，並聯導納 1428.0jy
P
=
pu。
試求此電力系統之匯流排導納矩陣（bus admittance matrix）。（5分）
假設起始值為 0.00.1
)0(
2jV += 時，利用高斯-賽德法（Gauss-Seidel Method），執
行一次疊代所得之 2
V。（10 分）
若已知匯流排 2之電壓為 °
−
=
91.8755.0
2
V pu 時，試求輸電線之實功率耗損。
（5分）
五、某60 Hz 之電力系統包含二部發電機組，發電機組之額定分別為 400 MVA 及800 MVA；
以各自額定為基準時，其速率調整率（speed regulation）分別為 4%及5%。二機並
聯運轉，且供應負載 700 MW，其隨頻率變化負載係數（frequency-sensitive
load coefficient）為 D。若在額定頻率時，機組 1供應 200 MW，機組 2供應 500 MW。
今負載增加 130 MW，試決定：
假設 D
=
0時，穩態之頻率偏移量（frequency deviation）。（5分）
假設 D
=
0.8 時（即頻率變化 1%時，負載變化 0.8%），穩態之頻率偏移量。（5分）
如第小題之情況，每一部機組之發電量。（10 分）
S
D
G
yPyP
V
1=1 °0
P
1,Q1Bus 1 Bus 2
V
2=|
V
2| δ2
圖四
l
Z