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moea_joint_essay 109年 [電機] 電力系統與電機機械、電磁學

第 三 題

📖 題組:
二、請說明【圖 2】中變壓器試驗分析目的,並回答下列問題:(共 3 題,共 15 分)
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (三)

承(一)參數,請描述變壓器等效電路模型。(3 分)
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描述等效電路的架構,包含串聯等效阻抗與並聯激磁分枝。

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變壓器等效電路模型通常由兩部分構成:

  1. 串聯等效阻抗分枝:由短路試驗測得,包含等效串聯電阻 ($R_{eq}$) 與等效串聯漏磁電抗 ($X_{eq}$),代表繞組的銅損與漏磁效應。
  2. 並聯激磁分枝:由開路試驗測得,包含鐵損電阻 ($R_c$) 與磁化電抗 ($X_m$)(或以電導 $g_c$ 及電納 $b_m$ 表示),代表鐵心損耗與建立主磁通所需的激磁效應。

小題 (一)

請簡要說明利用變壓器開路試驗及短路試驗為測定變壓器的哪幾項參數(請各列舉 3 項,第 4項後不計分)?(6 分)
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開路試驗測量激磁分枝參數;短路試驗測量繞組的等效串聯參數。

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  1. 開路試驗 (Open Circuit Test) 測定參數:鐵損 ($P_c$)、激磁電導 ($g_c$)、激磁電納 ($b_m$) 或 磁化電抗 ($X_m$)。 (列舉其中三項即可)
  2. 短路試驗 (Short Circuit Test) 測定參數:銅損 ($P_{cu}$)、等效串聯電阻 ($R_{eq}$)、等效串聯漏磁電抗 ($X_{eq}$)。 (列舉其中三項即可)

小題 (二)

請簡要說明如何透過【圖 2】開路試驗及短路試驗,測試變壓器損失?並說明試驗方式。(6 分)
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解釋兩試驗的測試方式與如何讀取功率表得到鐵損與銅損。

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  1. 開路試驗(測試鐵損): 試驗方式:將變壓器的高壓側開路,低壓側加上額定電壓。此時因高壓側開路,負載電流為零,低壓側所流入之電流極小(僅為激磁電流),因此繞組銅損可忽略不計。 測量損失:瓦特計 (W) 所量測到的功率即近似為變壓器的額定鐵損 (Core loss)。

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