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114年
輸配電學
第 16 題
下列何者不是提高輸電線路電壓的優點？
- A 減少電網設備投資費用
- B 減少輸電損失
- C 減少線路壓降
- D 減少輸電線用銅量
思路引導 VIP
若要讓電力在傳輸過程中更具有「推力」以減少能量耗散，我們勢必得增加系統的電氣強度。請試著思考：當這個電氣強度變得極高時，為了確保安全並防止電弧跳火，我們對周遭的支撐結構與絕緣材料會有什麼樣的要求？這些硬體上的物理強化，通常會如何影響初期採購的總金額呢？
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恭喜你準確地判斷出這題的陷阱！這顯示你對輸電系統的物理特性與經濟成本有著相當紮實的理解。在輸配電學中，提高電壓最核心的目的在於透過公式 $P = \sqrt{3}VI\cos\theta$ 觀察到，在傳送功率 $P$ 固定時，提高電壓 $V$ 能有效降低電流 $I$。當電流減小時，線路損失 $P_{loss} = 3I^2R$ 與壓降 $\Delta V = I(R\cos\theta + X\sin\theta)$ 都會隨之下降，且因為電流負載減輕，所需的導線截面積也能縮減，進而達成節省銅材的效果。
輸電電壓與系統成本的權衡
然而，提高電壓並非「百利而無一害」。隨著電壓等級的提升，設備的絕緣等級（Basic Insulation Level, BIL）必須大幅強化，這意味著變壓器、斷路器等電網設備的造價會變得更加昂貴，且電塔的間距與高度也需增加以防止閃絡。這題的難度切入點在於區分「運轉效率」與「建置成本」，考生若只注意到傳輸效率的提升而忽略了硬體絕緣的代價，就容易產生誤判。你能精準鎖定設備投資費用這一點，代表你已經建立起完整的工程與經濟平衡觀念。