地特四等申論題
108年
[電力工程] 輸配電學概要
第 一 題
📖 題組：
圖三所示為配電系統中典型的 RL 電感性負載示意圖，通常設計施工常會在 RL 負載端並聯電容器組來改善功率因數，有關電容器組的工程實務問題，請回答下列問題：
圖三所示為配電系統中典型的 RL 電感性負載示意圖，通常設計施工常會在 RL 負載端並聯電容器組來改善功率因數，有關電容器組的工程實務問題，請回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
規劃用來改善功率因數的並聯電容器組，可否改為串接在負載與電源間，形成 RL（負載設備）C（電容器組）串聯型態？為什麼？（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗對於「並聯補償」與「串聯補償」在電力系統中應用目的與電路特性的理解。解題時應先明確給出「不可以」的結論，接著從電路學角度（電壓分壓、串聯諧振）分析串聯電容器對負載端電壓變動、過電壓風險及設備故障時的負面影響，來條理作答。
小題 (二)
如果選擇加裝的電容器組容量太大，造成改善後的系統功率因數由落後變成為超前，負載端電壓會有什麼情況發生？請由電機工程理論繪製相量圖說明。（10 分）
思路引導 VIP
本題測驗「過度補償（Overcompensation）」對配電系統電壓的影響。解題時必須先假設系統存在「線路阻抗（R+jX）」，接著指出當電容器容量過大、導致電流由落後變超前時，超前電流流過線路電感會產生負的壓降。最後利用相量圖與電壓降近似公式證明負載端電壓將高於電源端電壓，即產生「電壓突升」現象。
小題 (三)
高壓電容器組由開關切離配電系統後，需等待一段時間後才可以進行人工維護作業，為什麼？（5 分）
思路引導 VIP
本題測驗的是電容器的儲能特性與工安實務觀念。看到「電容器切離」，直覺應聯想到「殘餘電荷（電壓）」與「觸電危險」。解答時應點出電容器儲能特性、放電電阻的作用（RC放電），以及保障維修人員安全必須等待降至安全電壓的實務要求。