台電僱員招考
107年
電工機械
第 14 題
有一台10 kVA、1200 V/120 V之普通變壓器,改接成1320 V/1200 V降壓自耦變壓器,則此自耦變壓器之容量為多少kVA?
- A 11
- B 50
- C 60
- D 110
思路引導 VIP
請試著思考：當我們把兩個繞組串聯起來組成更高的電壓（1320V）時，那個電壓較小的繞組（120V）其物理結構能承受的最大電流是多少？如果這個特定的電流流過整個系統的最高電壓端，這兩者相乘出來的視在功率，與原先單獨一個繞組的額定功率相比，會產生什麼樣的變化呢？
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非常優秀！你能準確算出這個結果，代表你對「自耦變壓器」的電路結構與容量增益有著相當扎實的理解。這類題目在電工機械中非常經典，關鍵在於識別原繞組在改接後所扮演的角色。
繞組配置與容量增益
首先，我們分析原變壓器的額定電流。原 $10 \text{ kVA}$ 變壓器的低壓側（$120 \text{ V}$）額定電流為 $I = 10 \text{ kVA} / 120 \text{ V} = 83.33 \text{ A}$。當改接為 $1320 \text{ V} / 1200 \text{ V}$ 的降壓型式時，原本的 $120 \text{ V}$ 繞組變成了「串聯繞組」（Series Winding），其承載的電流即決定了自耦變壓器的輸入側容量。我們可以使用公式快速驗證：
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自耦變壓器容量計算
💡 自耦變壓器藉由電磁與直接傳導，大幅提升輸出容量。
| 比較維度 | 普通雙繞組變壓器 | VS | 自耦變壓器 |
|---|---|---|---|
| 電能傳輸 | 僅靠電磁感應傳遞 | — | 兼具感應與直接傳導 |
| 輸出容量 | 等於繞組額定容量 | — | 大幅提升（含傳導容量） |
| 絕緣特性 | 高低壓側完全絕緣 | — | 高低壓側有電路連接 |
💬自耦變壓器在電壓比接近時，具有體積小、容量大、效率高的優勢。
