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高考申論題 106年 [電力工程] 電力系統

第 二 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)
題組圖片
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

匯流排③發生直接雙線對地故障。

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直接雙線對地故障(LLG)的解題關鍵在於將故障點的正、負、零序網路互相並聯。解題時應先從阻抗矩陣提取匯流排③的戴維寧等效自阻抗,計算出各序故障電流後,即可求得總故障電流 $I_f = 3I_k^{(0)}$,再利用電壓公式 $V_i = V_{pre} - Z_{ik}I_k$ 求得各匯流排電壓。

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【解題關鍵】直接雙線對地故障(LLG)之相序網路特徵為故障點之正、負、零序網路並聯,即序電壓相等 $V_k^{(0)} = V_k^{(1)} = V_k^{(2)}$。 【解答】 計算:

小題 (一)

匯流排④發生直接單線對地故障。

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單線對地 (SLG) 故障的特徵在於零、正、負三相序網路呈串聯連接,因此各相序的故障電流相等。解題時首先從阻抗矩陣中提取發生故障節點(匯流排④)的對角線自阻抗元素,利用公式求出各序電流;接著再依各序網路之 KVL ( $V_i = V_{pre} - Z_{ik} \times I_k$ ) 提取互阻抗,逐步算出各匯流排的零、正、負序電壓。

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【解題關鍵】單線對地 (SLG) 故障相當於三序網路串聯,各序電流相等:$I_f^0 = I_f^+ = I_f^- = \frac{V_f}{Z_{kk}^0 + Z_{kk}^+ + Z_{kk}^-}$。 【解答】 已知條件:

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