高考申論題
105年
[電力工程] 電機機械
第 一 題
📖 題組：
五、有一部三相 Y-接隱極式（Non-salient pole）同步發電機：500 MVA, 60 Hz, 25 kV, Ra = 0.0, Xs = 1.0 pu。將其經由一具線電抗為 Xe = 0.5 pu 之饋線接至三相 60 Hz, 25 kV 之匯流排。同步發電機之端電壓一直維持在 25 kV(1 pu)，發電機送往電網之實功為 P = 0.8 pu，求： (一)此發電機之線電流及功率因數。（10 分） (二)此發電機之磁化電壓 Ef ∠δf 。（7 分） (三)對於同步發電機，藉由激磁電流之調整，可調控其什麼特性？（3 分）
五、有一部三相 Y-接隱極式（Non-salient pole）同步發電機：500 MVA, 60 Hz, 25 kV, Ra = 0.0, Xs = 1.0 pu。將其經由一具線電抗為 Xe = 0.5 pu 之饋線接至三相 60 Hz, 25 kV 之匯流排。同步發電機之端電壓一直維持在 25 kV(1 pu)，發電機送往電網之實功為 P = 0.8 pu，求： (一)此發電機之線電流及功率因數。（10 分） (二)此發電機之磁化電壓 Ef ∠δf 。（7 分） (三)對於同步發電機，藉由激磁電流之調整，可調控其什麼特性？（3 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
此發電機之線電流及功率因數。（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗同步發電機連接無窮匯流排時之電路模型分析。首先應設定匯流排為參考相角，利用無效電抗饋線的實功傳輸公式求出發電機端電壓之相角，再藉由克希荷夫電壓定律求出線電流，進而計算發電機的功率因數。
小題 (二)
此發電機之磁化電壓 Ef ∠δf 。（7 分）
思路引導 VIP
本題測驗同步發電機在併網狀態下的內部電勢計算。解題關鍵在於先選定發電機端電壓為參考相位，利用已知端電壓、無窮匯流排電壓大小及輸出實功，推導出電樞電流 $\vec{I}$，最後代入發電機電壓方程式 $\vec{E}_f = \vec{V}_t + jX_s\vec{I}$ 求得磁化電壓與功角。
小題 (三)
對於同步發電機，藉由激磁電流之調整，可調控其什麼特性？（3 分）
思路引導 VIP
看到此題，應立即聯想同步發電機的「實功與無效功解耦控制」概念。原動機的機械輸入決定實功（P），而調整激磁電流（If）會改變內部感應電動勢（Ef）的大小，進而控制發電機與電網間交換的無效功率（Q）及運轉功率因數（pf）。