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moea_joint_essay 112年 [電機] 電力系統與電機機械、電磁學

第 二 題

📖 題組:
某三相電力系統單線圖如【圖 1】所示,匯流排 2 之負載 S2=16.44 MW-j38.1 MVar,匯流排 3 之負載 S3=80.31 MW+j64.2 MVar,所有阻抗標么值皆以 100 MVA、500 kV 為基準,如保持匯流排 3 電壓於 500∠0° kV,請回答下列問題(計算至小數點後第 2 位,以下四捨五入):(2 題,每題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (二)

匯流排 1 之電壓大小|V1|(以 kV 值表示)為多少?
題目圖片

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同樣運用基爾霍夫定律,計算匯流排2的總負載電流,再透過線路阻抗求得匯流排1的電壓。

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  1. 匯流排2負載標么值: $S_{2(pu)} = \frac{16.44 - j38.1}{100} = 0.1644 - j0.381$ pu
  2. 匯流排2負載電流:

小題 (一)

匯流排 2 之電壓大小|V2|(以 kV 值表示)為多少?
題目圖片

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利用單線圖中的阻抗與負載功率,計算出匯流排3與匯流排2之間的電流或電壓降,進而求得匯流排2的電壓。

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  1. 基準值: 基準容量 $S_B = 100$ MVA 基準電壓 $V_B = 500$ kV
📝 電力系統標么值電壓計算
💡 運用標么化與共軛電流公式,由負載端向電源端逐級逆推電壓。

🔗 匯流排電壓逆推流程

  1. 1 參數標么化 — 將 MW/MVar 及實體阻抗除以基準值
  2. ↓
  3. 2 末端電流計算 — 利用 S3 與 V3 算出末端標么電流 I3
  4. ↓
  5. 3 中間電壓 V2 — 由 V3 + I3*Z23 求得匯流排 2 電壓
  6. ↓
  7. 4 總電流匯整 — 求出負載 I2 並與 I3 相加得到 I12
  8. ↓
  9. 5 源端電壓 V1 — 由 V2 + I12*Z12 求得 V1 標么值
🔄 延伸學習:延伸學習:若考慮變壓器變比,需先進行基準值換算。
🧠 記憶技巧:標么先行、共軛求流、由後往前、基準還原。
⚠️ 常見陷阱:計算電流時忘記對功率 S 取共軛;支路電流未考慮節點負載的疊加;最後忘記從標么值轉回 kV。
標么系統 (Per-Unit System) 電壓調整率 節點導納矩陣

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