地特四等申論題 108年 [電力工程] 輸配電學概要

第一題

📝 此題為申論題，共 3 小題

小題 (一)

請簡要比較說明負載啟斷開關（load break switch, LBS）與隔離開關（或稱分段開關，disconnecting switch, SW）的構造差異與使用上的限制。（10 分）

看到此題，應立即聯想到開關設備的核心差異在於「消弧能力」。先從構造上有無「消弧裝置」切入，再推導至使用限制：LBS能切斷負載電流但不能切斷故障電流；SW則完全無消弧能力，嚴禁帶載操作，僅用於無載隔離。

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【破題】負載啟斷開關（LBS）與隔離開關（SW）在電力系統中皆扮演開關設備的角色，其核心差異在於「有無消弧裝置」以及「能否啟斷負載電流」。【論述】一、構造差異

發電機的電壓調整率的定義，及電壓調整率大小與發電機特性間的關係。（10 分）

看到「電壓調整率」，應直覺列出無載與滿載端電壓差值與滿載端電壓的比值公式。接著思考其物理意義，電壓變動大小直接反映了發電機內部同步阻抗的大小，進而聯想到短路比（SCR）、機器尺寸、造價、穩定度及短路電流等特性的連動關係。

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【破題】發電機之電壓調整率係衡量負載變動時，端電壓維持穩定之能力。其大小直接反映發電機之內部同步阻抗特性，並影響造價、體積及系統穩定度。【論述】一、發電機電壓調整率（Voltage Regulation, VR）之定義

優良的讀書閱讀及寫字的基本要求照度是 500 Lux，照度的定義及計算公式是什麼？（5 分）

看到這題先聯想照明工程的基礎物理量「照度(Illuminance)」，釐清其與「光通量(Luminous flux)」的差異。答題時需精確寫出定義（單位面積接收的光通量），並列出公式及各代數所代表的物理意義與單位（Lux = lm/m²）。

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「照度」（Illuminance）定義為被照物體表面每單位面積所接收到的總光通量，用以表示表面被光線照亮的明暗程度。其國際標準單位為勒克斯（Lux，簡寫為 lx），1 Lux 等於 1 流明（lm）的光通量均勻分布在 1 平方公尺（m²）的面積上。照度的計算公式如下：