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地特四等申論題 105年 [電力工程] 輸配電學概要

第 一 題

📖 題組:
一、一 320 公里、345 kV、60 Hz 三相未經補償輸電線路,有一正相序串聯電抗 x = 0.35 Ω/ km,與正相序並聯導納 y = j4 × 10^-6 s/km,假設此為無損耗線路,試求: (一) A、B、C、D 參數。(15 分) (二) 突波阻抗負載 SIL(單位為 MW)。(5 分) (三) 假設額定電壓加於送電端且受電端為開路,試求受電端電壓 VR(單位為 kV)。(5 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

A、B、C、D 參數。(15 分)

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本題為長度 320 km 的輸電線,已超過中程線路標準,必須採用『長程輸電線分布參數模型』。對於無損耗線路,應先計算特徵阻抗(Zc)與相角常數(β),再利用三角函數公式求出精確的 A、B、C、D 參數。

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【解題關鍵】長程無損耗輸電線需使用分布參數模型,透過特徵阻抗 $Z_c$ 與電氣角 $\beta l$ 代入三角函數推導 ABCD 參數。 【解答】 已知條件:

小題 (二)

突波阻抗負載 SIL(單位為 MW)。(5 分)

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本題考查突波阻抗負載(SIL)的計算。首先需利用無損耗線路的單位長度串聯電抗與並聯導納求出突波阻抗(Z_c = √(z/y)),再代入 SIL = (kV^2) / Z_c 公式即可求得答案。

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【解題關鍵】利用 $Z_c = \sqrt{\frac{z}{y}}$ 求出突波阻抗,再代入公式 $\text{SIL} = \frac{|V_{L-L}|^2}{Z_c}$ 計算。 【解答】 Step 1:計算突波阻抗($Z_c$)

小題 (三)

假設額定電壓加於送電端且受電端為開路,試求受電端電壓 VR(單位為 kV)。(5 分)

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本題考查長程輸電線二埠網路參數應用與費倫提效應(Ferranti effect)。看到受電端「開路」,首要想到條件為 IR = 0,代入傳輸線基本方程式 VS = A×VR + B×IR,即可化簡出 VR = VS / A 進行求解。

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【解題關鍵】利用長程輸電線的 ABCD 參數方程式 $V_S = A V_R + B I_R$,並代入開路條件($I_R = 0$)進行計算。 【解答】 計算:

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