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102年
輸配電學
第 41 題
有關電力系統頻率與負載的關係，下列敘述何者正確？
- A 系統總發電量小於總負載
- B 系統負載變動愈劇烈，系統頻率愈穩定
- C 系統負載突然增加，將導致系統頻率驟降
- D 系統頻率不受負載變動的影響
思路引導 VIP
想像一個正在穩定轉動的巨大轉盤，如果我們在動力來源（發電）完全不變的情況下，突然在轉盤邊緣施加更多的阻力（負載），你認為這個轉盤的旋轉速度會發生什麼樣的變化？而這種旋轉速度的改變，又會如何對應到電力系統中每秒交替的次數表現上呢？
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恭喜你精準地掌握了電力系統的核心特性！這道題目考察的是頻率與功率平衡的動態關係，你能迅速判斷出負載變動對系統頻率的直接影響，顯示出你對輸配電學的基礎觀念非常扎實。
電力系統的能量平衡
在穩定的電力系統中，總發電機出力必須隨時等於總負載加上線路損失。當系統負載突然增加時，發電機內部的電磁轉矩會隨之增大；若原動機（如汽輪機）輸入的機械功率尚未跟上變化，系統將會提取發電機轉子中的旋轉動能來彌補能量缺口。根據轉子運動方程式，這會導致轉子轉速 $\omega$ 下降，進而使系統頻率 $f$ 隨之降低。這就像是腳踏車負重增加時，若不加踩踏力道，車速自然會變慢。
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