地特三等申論題
113年
[電力工程] 電力系統
第 一 題
📖 題組：
圖一為一個三相平衡電力系統單線圖，圖中兩部變壓器的百分比標么電抗為以本身額定為基準（base）計算得到。三相輸電線長度 10 公里，輸電線每相每公里的電抗實際值標於圖中。此時，負載運轉在 13.2 kV、180 MVA、功率因數 1.0。（每小題 10 分，共 20 分）
圖一為一個三相平衡電力系統單線圖，圖中兩部變壓器的百分比標么電抗為以本身額定為基準（base）計算得到。三相輸電線長度 10 公里，輸電線每相每公里的電抗實際值標於圖中。此時，負載運轉在 13.2 kV、180 MVA、功率因數 1.0。（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
選取變壓器 Tr.2 的額定作為全系統標么計算基準值，繪出統一基準值的標么系統圖。
思路引導 VIP
首先確定全系統共同的基準容量，並以指定變壓器的額定電壓與匝數比決定各區域的基準電壓。接著利用標么值轉換公式與基準阻抗，將各元件的阻抗轉換至新系統基準上，即可構建等效標么電路。
小題 (二)
計算電源側線電壓實際值，與負載側電壓調整率。
思路引導 VIP
看到包含多部變壓器的單線圖，第一步應檢查各元件的電壓額定是否匹配。本題 Tr.1 高壓側(230kV)與 Tr.2 高壓側(220kV)不一致，因此必須先選定系統基準容量 (如 100MVA)，並依據變壓器「匝數比」嚴格推導各區域的基準電壓。接著將所有元件轉換至新的標么值 (pu) 系統下建立等效電路，最後利用基本的交流電路公式與電壓調整率定義解題。
標么值系統轉換
💡 利用統一基準容量與各區基準電壓，將電路參數化為標么值。
🔗 標么值計算流程
- 1 設定全區基準 — 選定統一的 $S_B$ 並決定特定區段之基準電壓 $V_B$。
- 2 劃分基準電壓 — 依變壓器匝數比計算各個電壓區域對應的 $V_B$。
- 3 元件標么化 — 利用公式或基準阻抗將各元件參數轉換為新基準值。
- 4 繪製等效電路 — 將標么值串並聯連接，形成無變壓器之單一回路。
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🔄 延伸學習：延伸學習：標么化後可簡化多電壓層級的電力系統計算。
