高考申論題
105年
[電力工程] 電力系統
第 四 題
如圖 3 之系統，左側之同步發電機經由二條並聯之輸電線連接至右側之無限匯流排。發電機輸出之電功率為 1 標么，且其端電壓及無限匯流排之電壓皆為 1 標么。圖上標示之變壓器及二條並聯輸電線的阻抗皆為標么值，發電機之暫態電抗為 X'd = 0.20 標么。當系統中較短的輸電線在 P 點發生三相短路故障時，若臨界清除時間（Critical clearing time）為 0.242 秒，發電機之轉子是否會穩定？請說明。假設故障前，線路上的斷路器皆閉合，而斷路器 A 為開路（Open）。（20 分）
(圖 3 資訊：發電機 X'd=0.2, 變壓器 j0.1, 二條線路皆為 j0.4, 故障點 P 在其中一條線路端點，斷路器 A 在該線路另一端且為 Open)
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題考查等面積準則與暫態穩定度的觀念。首先辨識故障前系統狀態，因斷路器 A 已開路，發生故障之輸電線無實功率傳輸。接著分析故障清除後，將該線路切除會使系統結構恢復至與故障前完全相同，確保存在減速面積。最後，以實際的斷路器清除時間與題目給定的臨界清除時間作比較，並結合實務斷路器動作時間，即可完整論述轉子是否穩定。
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【解題思路】利用等面積準則（Equal Area Criterion）分析系統在故障前、故障中與故障後之功率-功角曲線（P-δ curve）變化，並透過比較實際清除時間與臨界清除時間來判斷轉子的暫態穩定度。 【詳解】 已知：
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