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地特三等申論題 109年 [電力工程] 電力系統

第 一 題

📖 題組:
圖一為雙電源之電力系統單線圖,計劃於圖中□符號標記位置處裝設方向電驛與延時過電流電驛。 1 2 3 B1 B12 B21 B23 B32 B3 負載 L1 負載 L2 負載 L3 P2 圖一
題組圖片
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

如果各電驛間要完成保護協調運作,方向電驛與延時過電流電驛要裝設於那些位置?(9分)

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看到雙電源電力系統,首先要想到故障電流可能會從左右兩側電源同時流向故障點。為達到「選擇性跳脫」(僅切除故障區段),位於雙電源之間的線路兩端必須裝設「方向電驛」(方向指向線路),以避免反方向故障時誤動作;而在最靠近電源的端點,因電流流向系統的方向固定,僅需裝設無方向性的「延時過電流電驛」即可。

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【破題】雙電源系統中,故障電流可能由兩側電源匯入故障點。為達成保護協調與選擇性跳脫,需依據裝設點電流流向的特性,分別配置方向電驛與延時過電流電驛。 【論述】 一、延時過電流電驛裝設位置:B1、B3

小題 (二)

當故障發生於 P2時,電驛 B12、B21、B23是否要動作?若這些電驛有動作,請說明其動作時間要如何安排?(9分)

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本題考查雙電源系統之方向過電流電驛保護協調。首先判斷各電驛感測到的故障電流方向是否與設定保護方向(由匯流排指向線路)一致,以決定是否動作。接著應用『距離電源越遠,動作時間越短』的時間協調原則,判斷動作順序。

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【破題】本題考查雙電源輻射型系統中,方向性過電流電驛(Directional Overcurrent Relay)之方向判定與時間協調原則。 【論述】 一、電驛動作與否判定

小題 (三)

若故障發生於匯流排2時,請說明各電驛要如何動作,確保匯流排2可受保護。(8分)

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本題測驗雙電源系統中方向性過電流電驛的保護協調。看到此題應先分析故障發生於匯流排2時,兩側電源貢獻的故障電流路徑;接著判斷各斷路器方向電驛的設定基準方向(通常指向被保護之線路端);最後推論出哪些電驛會因反向而閉鎖,哪些電驛會偵測為正向並啟動延時跳脫,以達成後衛保護。

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【破題】 在雙電源系統中,若未裝設專屬的匯流排差動保護,匯流排的故障須仰賴相鄰線路之方向性延時過電流電驛,作為後衛保護來進行故障隔離。 【論述】

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