高考申論題
110年
[電力工程] 電力系統
第 四 題
四、當一台發電機經由兩條併聯的輸電線路提供電力至無限匯流排時，開啟其中一條線路可能會造成發電機失去同步。在穩態情況下，負載可以經由剩餘的線路供電。如果在兩條併聯線路連接的情形，故障是發生在一條線路的一端，則可將此線路兩端的斷路器開啟，將故障從系統隔離，並允許電力經由另一條併聯的線路流動。當一個三相接地故障發生在兩條併聯的其中一條線路上的某一點時（發生在併聯的匯流排或在線路的末端除外），則在併聯匯流排與故障點之間會有一些阻抗存在。因此，當故障仍存在於系統上時，會有一部分電力被傳送。如果在故障發生前，傳輸的實功率為 P_max*sinδ；在故障期間，可以傳輸的實功率為 r1*P_max*sinδ，而當故障在 δ=δcr瞬間由於開關動作而被清除後（即，開啟故障的線路），可以傳輸的實功率為 r2*P_max*sinδ。檢視圖 3 可發現在此情況下，δcr為臨界清除角度。利用 A1及 A2等面積的程序步驟，試求臨界清除角度 δcr。（20 分）
📝 此題為申論題
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這是一道標準的電力系統暫態穩定度（Transient Stability）推導題，利用「等面積準則（Equal Area Criterion, EAC）」求解臨界清除角（Critical Clearing Angle, δcr）。 解題核心步驟如下：
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【考點分析】 本題考查暫態穩定度中的「等面積準則（Equal Area Criterion）」。要求考生利用加速面積等於減速面積的原理，推導出特定故障與網路條件下的臨界清除角 δcr 之解析解。 【理論/公式依據】
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