地特三等申論題
106年
[電力工程] 電力系統
第 一 題
📖 題組：
一簡單 4 匯流排（①、②、③、④）電力系統之零、正與負相序阻抗矩陣如下所示，假設故障前各匯流排電壓均為 1.0 pu，試求下列故障期間之總故障電流 If 及各匯流排之零、正與負相序電壓。 (一)匯流排④發生直接單線對地故障。（10 分） (二)匯流排③發生直接雙線對地故障。（10 分）
一簡單 4 匯流排（①、②、③、④）電力系統之零、正與負相序阻抗矩陣如下所示，假設故障前各匯流排電壓均為 1.0 pu，試求下列故障期間之總故障電流 If 及各匯流排之零、正與負相序電壓。 (一)匯流排④發生直接單線對地故障。（10 分） (二)匯流排③發生直接雙線對地故障。（10 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
匯流排④發生直接單線對地故障。
思路引導 VIP
面對單線對地故障（SLG），首先應聯想到零、正與負相序網路為「串聯」等效電路。利用故障點（匯流排④）的戴維寧等效阻抗求出各相序故障電流，再代回節點電壓方程式推算各匯流排的各相序電壓。
小題 (二)
匯流排③發生直接雙線對地故障。
思路引導 VIP
- 看到「直接雙線對地故障 (DLG)」，應立刻想到正序、負序、零序網路在故障點為並聯連接，因此故障點電壓相等。2. 計算步驟為：先求出等效阻抗計算正序電流，再利用分流定理求出負序及零序電流，總故障電流為 3 倍零序電流。3. 利用各序電流乘上阻抗矩陣對應元素，即可套用公式求出各匯流排的相序電壓。
不對稱故障矩陣分析
💡 利用對稱成分法結合阻抗矩陣，計算電力系統不對稱故障之電流與電壓。
🔗 不對稱故障分析標準解題流程
- 1 判定故障類型 — 確認為 SLG、DLG 或 LL 故障以決定序網路連接方式。
- 2 提取 Zbus 元素 — 從矩陣中找故障點自阻抗 Zkk 與各點轉移阻抗 Zik。
- 3 求解序電流 — 依序網路等效電路計算正、負、零序電流分量。
- 4 計算節點電壓 — 依 Vf - Zik*If 關係式求出系統中各匯流排之相序電壓。
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🔄 延伸學習：延伸學習：考慮故障阻抗 Zf 時對短路容量的影響分析。
