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普考申論題 112年 [電力工程] 輸配電學概要

第 一 題

📖 題組:
一、某一均方根值為2400 V,頻率為60 Hz之三相交流電壓源,供電給並聯之二個負載。負載一之額定功率為300 kVA,功率因數(Power Factor)為0.8滯後;負載二之額定功率為240 kVA,功率因數為0.6領先。此電路之相序是abc。A相電壓至中性點之相量(Phasor)為 Van = 1/√3 2400∠0° V。
📝 此題為申論題,共 3 小題

小題 (一)

描繪該電路之單相等效電路。(10分)

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看到本題,首先要辨識出這是「三相電路平衡系統的單相分析」。解題步驟應從確認相電壓著手,接著將兩個負載分別轉為單相的等效表示法(如複數功率或等效阻抗)。最後畫出電路圖:一個電壓源加上兩個並聯的負載分支。標示出電壓值與負載的功率值是拿分的關鍵。

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【考點分析】 三相平衡系統之單相等效電路、複數功率計算。 【理論/法規依據】

小題 (二)

決定abc之三相線電流各為多少?(9分)

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本題需要求出三相線電流 $I_a, I_b, I_c$。思考順序為:先算出系統的總三相複數功率,再利用 $S = \sqrt{3}V_{LL}I^$ 或 $S_{1\phi} = V_{an}I_a^$ 的公式求出 A 相電流。最後,因為是平衡的 abc 相序,直接利用相角差 $-120^\circ$ 與 $+120^\circ$ 即可推導出 b 與 c 相電流。

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【考點分析】 三相平衡電流計算、複數功率之應用、相序關係。 【理論/法規依據】

小題 (三)

假設以300 kVA與2400 V作為系統之基準(base)值,計算a相線電流之標么(pu)值。(6分)

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看到標么值計算,首先必須確定基準容量 (S_base) 與基準電壓 (V_base)。接著利用公式 $I_{base} = S_{base} / (\sqrt{3} V_{base})$ 求出基準電流。最後,將前一子題算出的實際電流 $I_a$ 除以基準電流 $I_{base}$,即可得到標么值。

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【考點分析】 電力系統標么值 (Per Unit, pu) 系統之轉換與計算。 【理論/法規依據】

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