109年 - 109 臺北自來水事業處及所屬工程總隊新進職員(工)甄試_電力工程_四級工程師：電力系統#84513

1.一部大型凸極(salient pole)式或隱極(non-salient pole)式之同步發電機(synchronous generator)，有關在該發電機上阻尼繞組(damper windings)之主要目的，下列敘述何者正確？ (A)維持同步發電機之輸出電壓大小 (B)降低同步發電機在同步轉速附近的轉子機械振盪 (C)提升同步發電機的運轉效率 (D)使同步發電機之輸出更大的電功率

2.在一個單相變壓器之等效電路模型中，其中一個支路是由電導 G_c與電納 B_m之兩個電路元件並聯連接所組成。有關流經該電納 B_m之電流名稱，下列何者正確？ (A)互感電流(mutual-inductance current) (B)電納電流(susceptance current) (C)磁化電流(magnetizing current) (D)繞組電流(winding current)

3.電力系統之穩定度在進行計算機模擬時，多以同步發電機的何種方程式進行模擬，以判定該電力系統是否穩定？ (A)激磁方程式(excitation equation) (B)輸出功率方程式(output power equation) (C)電壓方程式(voltage equation) (D)搖擺方程式(swing equation)

4.若一個電力系統所有量測或計算、用於描述該系統運轉條件之物理量可視為常數，以做為分析該電力系統特性之目的時，下列何者為該電力系統的運轉條件？ (A)暫態運轉條件(transient operating condition) (B)動態運轉條件(dynamic operating condition) (C)穩態運轉條件(steady-state operating condition) (D)零態運轉條件(zero-state operating condition)

5.一個電力系統採用差動電驛(differential relays)進行具有 Y-△連接繞組之三相電力變壓器之保護時，為了使該差動電驛所看到的電流相位為正確，對於該三相電力變壓器之 Y 繞組側及△繞組側之三個比流器(current transformers) 的接線，下列敘述何者正確？ (A) Y 繞組側之比流器連接成 Y 接線、△繞組側之比流器連接成△接線 (B) Y 繞組側之比流器連接成△接線、△繞組側之比流器連接成△接線 (C) Y 繞組側之比流器連接成△接線、△繞組側之比流器連接成 Y 接線 (D) Y 繞組側之比流器連接成 Y 接線、△繞組側之比流器連接成 Y 接線

6.電力系統採用長距離輸電線路表示時，若以△x 表示自線路受電端開始的一小段距離，則 z△x、y△x 分別代表此小段距離內的串聯阻抗、並聯導納。有關該輸電線的傳播常數(propagation constant)，下列何者正確？ (A)(B) (C) (D) zy

7.一種電力變壓器，並非一般傳統改變電壓準位的變壓器，而是專門用於調整輸電線路之電壓大小或電壓相角而設計、做為控制電力系統功率潮流(power flow)之用。下列何者為該電力變壓器的正確名稱？ (A)隔離變壓器(isolation transformer) (B)整流變壓器(rectifier transformer) (C)儀表變壓器(instrumentation transformer) (D)調整變壓器或調制變壓器(regulating transformer)

8.下列何者非屬實際變壓器(practical transformer)的損失？ (A)磁滯損(hysteresis loss) (B)風損(windage loss) (C)渦流損(eddy-current loss) (D)銅損(copper loss)

9.一個三繞組變壓器具有一次繞組、二次繞組與三次繞組等三個不同繞組，有關採用標準短路試驗法進行任意兩個繞組之阻抗量測方面，下列敘述何者錯誤？ (A)以二次繞組短路、三次繞組開路，由一次繞組量得一次繞組與二次繞組之間的漏阻抗 (B)以三次繞組短路、二次繞組開路，由一次繞組量得一次繞組與三次繞組之間的漏阻抗 (C)以三次繞組短路、一次繞組開路，由二次繞組量得二次繞組與三次繞組之間的漏阻抗 (D)以一次繞組短路、二次繞組開路，由三次繞組量得三次繞組與一次繞組之間的漏阻抗

10.若一個三相變壓器組(three-phase transformer bank)是由三個單相變壓器適當的連接所組成。有關變壓器的百分比阻抗說明，下列敘述何者正確？ (A)三相變壓器組的百分比阻抗為其每一具單相變壓器的百分比阻抗的三分之一倍 (B)三相變壓器組的百分比阻抗與其每一具單相變壓器的百分比阻抗相同 (C)三相變壓器組的百分比阻抗為其每一具單相變壓器的百分比阻抗的三倍 (D)三相變壓器組的百分比阻抗為其每一具單相變壓器的百分比阻抗的倍

11.有關一部圓柱型轉子(cylindrical rotor)同步發電機之負序電抗(negative-sequence reactance)數值的說明，下列敘述何者正確？ (A)與該同步發電機之穩態電抗相等 (B)與該同步發電機之暫態電抗相等 (C)與該同步發電機之次暫態電抗相等 (D)與該同步發電機之直軸與交軸的穩態電抗平均值相等

12.使用高斯賽迪爾疊代法(Gauss-Seidel iterative method)求解電力潮流(power flow)問題時，當匯流排之電壓修正值到達可接受的精確限度之前，需要很多次的重複運算。如果在每一個匯流排上，將電壓的修正值乘以某一個常數，使電壓修正量增加，使重複運算次數減少並使電壓結果更靠近所欲求解的電壓值。有關這個可使收斂速度加快的常數名稱，下列何者正確？ (A)修正因數(correction factor) (B)加速因數(acceleration factor) (C)電壓因數(voltage factor) (D)收斂因數(convergence factor)

13.有關同步發電機之標么慣性常數(per-unit inertia constant)或 H 常數(H constant)，下列敘述何者正確？ (A)與額定轉速之動能（以 MJ 為單位）成正比、與發電機額定容量（以 MVA 為單位）成反比 (B)與額定轉速之動能（以 MJ 為單位）成反比、與發電機額定容量（以 MVA 為單位）成正比 (C)與額定轉速之動能（以 MJ 為單位）及發電機額定容量（以 MVA 為單位）之乘積成正比 (D)與額定轉速之動能（以 MJ 為單位）及發電機額定容量（以 MVA 為單位）之乘積成反比

14.有關由一個單相的雙繞組變壓器(two-winding transformer)改接成為一個單相的自耦變壓器(autotransformer)後，下列敘述何者正確？ (A)自耦變壓器之繞組電氣隔離較雙繞組變壓器為佳 (B)自耦變壓器之視在功率最高為雙繞組變壓器之(1 + 1/a)倍，其中 a 為雙繞組變壓器之匝數比 (C)自耦變壓器僅有傳導功率，沒有耦合功率 (D)自耦變壓器與同額定之雙繞組變壓器比較為體積較大、效率較低、內阻抗較高

15.一部凸極式(salient pole)的同步發電機，若忽略其電樞電阻的電氣損失，該發電機的輸出三相實功率為，其中等號右側第二項為具有 sin(2δ)之實功率，對於該實功率的名稱，下列何者正確？ (A)弦式功率(sinusoidal power) (B)功率角功率(power-angle power) (C)磁阻功率(reluctance power) (D)震盪功率(oscillation power)

16.若忽略繞組的電阻不計，有關一部同步發電機在穩態(steady state)期間的直軸穩態等效電抗(d-axis steady-state reactance)之值，下列敘述何者正確？ (A)等於直軸磁化電抗串聯洩漏電抗的結果 (B)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗兩個電抗並聯後，再串聯洩漏電抗的結果 (C)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗、直軸阻尼繞組電抗三個電抗並聯後，再串聯洩漏電抗的結果 (D)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗、直軸阻尼繞組電抗、洩漏電抗四個電抗並聯後的結果

17.若忽略繞組的電阻不計，有關一部同步發電機在暫態(transient)期間的直軸暫態等效電抗(d-axis transient reactance)之值，下列敘述何者正確？ (A)等於直軸磁化電抗串聯洩漏電抗的結果 (B)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗兩個電抗並聯後，再串聯洩漏電抗的結果 (C)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗、直軸阻尼繞組電抗三個電抗並聯後，再串聯洩漏電抗的結果 (D)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗、直軸阻尼繞組電抗、洩漏電抗四個電抗並聯後的結果

18.電力系統中蒸氣渦輪發電機組的調速機(speed governor)，有關其基本功能之說明，下列敘述何者正確？ (A)連續監督蒸氣渦輪發電機之速度，以調節蒸氣進入蒸氣渦輪機之節流閥，以反應系統頻率之改變 (B)連續監督蒸氣鍋爐機組之機械速度，並直接控制蒸氣渦輪發電機之輸出頻率，以與電力系統之頻率同步 (C)連續監督激磁機之旋轉速度，以調節鍋爐的水位與蒸氣溫度、濕度，俾反應系統頻率之改變 (D)連續監督高壓渦輪機(high-pressure turbine)與低壓渦輪機(low-pressure turbine)之機械速度，以調節蒸氣進入蒸氣箱 (steam chest)，俾反應系統頻率之改變

19.在做多機電力系統暫態穩定度分析時，為降低暫態穩定度的分析複雜度，有關同步發電機模型的假設條件，下列敘述何者正確？ (A)每一部同步發電機以一個理想定電壓源(an ideal constant voltage source)來表示 (B)每一部同步發電機以一個直軸暫態電抗後面的定電壓源(a constant voltage source behind the direct-axis transient reactance)來表示 (C)每一部同步發電機以一個交軸暫態電抗後面的定電壓源(a constant voltage source behind the quadrature-axis transient reactance)來表示 (D)每一部同步發電機以一個理想定電流源(an ideal constant current source)來表示

20.在電力系統控制之分析與設計中，為了建立電力系統的數學模型，下列何者為最常用的兩種方法？ (A)方塊圖法(block-diagram method)與波德圖法(Bode-plot method) (B)動態平均值法(dynamic-average method)與空間向量法(space-vector method) (C)轉移函數法(transfer-function method)與狀態變數法(state-variable approach) (D)線性化法(linearization method)與微分代數法(differential-algebra method)

21.在採用高斯機率密度函數(gaussian probability density function)做為評估電力系統狀態估計(power system state estimation)的偏差量或誤差量時，若 z 為高斯隨機變數(gaussian random variable)、μ為平均值(mean)、σ為標準偏差 (standard deviation)。下列何者為機率(probability)等於 99%之條件？ (A) μ ± σ(B) μ ± 2 σ (C) μ ± 3 σ (D) μ ± 4 σ

22.一部同步發電機之激磁系統，若採用比例-積分-微分控制器(proportional-integral-derivative controller)時，有關比例-積分-微分控制器之特點，下列敘述何者正確？ (A)改善穩態響應 (B)減少或消除動態誤差 (C)微分控制器在開迴路轉移函數中加入一個有限值的零點 (D)積分控制器在原點加入一個零點

23.為了提高同步發電機激磁系統之相對穩定性，可在自動電壓調整器(automatic voltage regulator)之開迴路轉移函數中增加一個零點，下列何種回授為達成該目標的做法？ (A)電流回授(current feedback) (B)電壓回授(voltage feedback) (C)速度回授(speed feedback) (D)斜率回授(rate feedback)

24.將一部同步發電機之三相定子變數（電壓、電流、磁通鏈等）a、b、c 等量，轉換到以隨著同步發電機轉子轉動參考座標系之新變數（電壓、電流、磁通鏈等）時，分析工作可大量簡化，下列何者為該轉換之名稱？ (A)電源轉換(source transformation) (B)傅立葉轉換(Fourier transform) (C)派克轉換(Park transformation) (D)拉普拉斯轉換(Laplace transformation)

25.一個電力系統的三相輸電線路，若發生三相中的 a 相線路於 p 點與 p’點之間發生開路時，有關相序網路之連接，下列敘述何者正確？ (A)由 p 點與 p’點之間看入之負序網路與由 p 點與 p’點之間看入之正序網路，兩網路是並聯連接在一起 (B)由 p 點與 p’點之間看入之正序網路、負序網路、零序網路等三個網路是依序串聯連接在一起後，再由正序網路的 p 點與零序網路的 p’點短路連接形成一個迴路 (C)由 p 點與 p’點之間看入之正序網路、負序網路、零序網路等三個網路是以並聯連接方式，共同連接在 p 點與 p’點 (D)由 p 點與 p’點之間看入之正序網路、負序網路先串聯連接後，再與由 p 點與 p’點之間看入之零序網路並聯連接在一起

26.使用牛頓拉佛森法(Newton-Raphson method)求解電力潮流(power flow)問題時，其中利用賈可比矩陣(Jacobian matrix)之反矩陣的運算，下列敘述何者正確？ (A)利用賈可比矩陣之反矩陣乘以相關匯流排之電壓大小修正量與電壓相角修正量，可以求得相關匯流排之有效功率之偏差量及無效功率之偏差量 (B)利用賈可比矩陣之反矩陣乘以相關匯流排之電壓大小與電壓相角，可以求得相關匯流排之有效功率及無效功率 (C)利用賈可比矩陣之反矩陣乘以相關匯流排之有效功率偏差量及無效功率偏差量，可以求得相關匯流排之電壓大小之修正量與電壓相角之修正量 (D)利用賈可比矩陣之反矩陣乘以相關匯流排之有效功率及無效功率，可以求得相關匯流排之電壓大小與電壓相角

27.若忽略繞組的電阻不計，有關一部同步發電機在次暫態(subtransient)期間的直軸次暫態等效電抗(d-axis subtransient reactance)之值，下列敘述何者正確？ (A)等於直軸磁化電抗串聯洩漏電抗的結果 (B)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗兩個電抗並聯後，再串聯洩漏電抗的結果 (C)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗、直軸阻尼繞組電抗三個電抗並聯後，再串聯洩漏電抗的結果 (D)等於直軸磁化電抗、場繞組電抗、直軸阻尼繞組電抗、洩漏電抗四個電抗並聯後的結果

28.某工廠之負載如下：白熾燈 20 kVA，功因為 1，日光燈 30 kVA，功因為 0.866 落後，感應電動機 350 kVA，功因為 0.6 落後，同步電動機 50 kVA，功因為 0.8 超前。請求出整廠負載之有效功率約為多少千瓦(kW)？(A)284(B)296 (C) 308 (D) 312

29.承第 28 題，請求出整廠之功率因數？ (A) 0.845，超前 (B) 0.845，落後 (C) 0.745，超前 (D) 0.745，落後

30.有一部三相交流發電機，其三相輸出電壓、電流分別為：(1)V_an=100cos(ωt+30) V、I_an=2cos(ωt+60) A； (2)V_bn=100cos(ωt-90) V、I_bn=2 cos(ωt-60) A；(3)V_cn=100cos(ωt+150) V、I_cn=2 cos(ωt+180) A，請求出三相總瞬時功率 P(t)的大小約為多少 W？（提示：三相總瞬時功率 P(t) = V_an(t)*I_an(t) + V_bn(t)*I_bn(t) + V_cn(t)*I_cn(t)） (A) 510 (B) 520 (C) 530 (D) 540

31.台電對於表燈用電的用戶以單相三線式供電，如【圖 31】所示。其中 V_AN、V_BN為 110V、V_AB為 220V。負載 A、B 為純電阻性負載，額定電壓皆為 110V，容量各為 1kW 與 5kW，中性線端子 M 經由接地電阻 R_g接地。假設中性線端子 N 與 M 之間因生鏽而成開路狀態。若接地電阻 R_g = 0 Ω，V_BN的大小為多少 V？ (A) 0 (B) 55 (C) 110 (D) 220

32.承第 31 題，若接地電阻 R_g = 2000 Ω，V_AM的大小約為多少 V？ (A) 0 (B) 37 (C) 110 (D) 183

33.有一條長度為 300 公里之三相 60Hz 輸電線，輸電線之總串聯阻抗為(25+j43.3)Ω；並聯導納為(j930×10^-6 )S，輸送 40MW 至 220kV、功率因數為 0.866 落後之受電端。以短距離輸電線等效模型，求出送電端電壓大小約為多少 kV？ (A) 220 (B) 223 (C) 225 (D) 229

34.有一條傳輸參數為 A1、B1、C1、D1 的輸電線，在其末端串接另一條傳輸參數為 A2、B2、C2、D2 的輸電線，串接後整體等效傳輸參數的 C 參數為何？ (A) A1A2 + B1C2 (B) C1A2 + D1C2 (C) C1B2 + D1D2 (D) A1B2 + B1D2

35.在長程輸電線中，當負載超過突波阻抗負載(SIL)時，會使用並聯電容器，下列何者非屬並聯電容器的作用？ (A)補償功率因數 (B)減少輸電線上的壓降 (C)維持負載端電壓穩定 (D)增加輸電線上的壓降

36.有關「集膚效應」的敘述，下列何者錯誤？ (A)集膚效應會增加導線的電容 (B)集膚效應使得輸電線之電阻隨著電源頻率上升而增加 (C)使用鋼芯鋁絞線可改善集膚效應 (D)使用空心導線可改善集膚效應

37.下列何者非屬防止「電暈」的方法？ (A)增加導線彼此之間的距離 (B)使用直徑較粗的導線或空心導線 (C)使用成束導體（複導線） (D)於受電端並聯電抗器

38.下列何者非屬使用「成束導體（複導線）」所帶來的效應？ (A)增加導線的有效半徑，減少線路的電感及電抗 (B)輸電線之電阻隨著電源頻率上升而增加 (C)減少線路壓降 (D)提升電壓調整率

39.在保護電驛中，代號 27 / 59 所指的是何種保護電驛？ (A)低電壓（欠壓）電驛／過電壓電驛 (B)延時接地過電流電驛／過電壓電驛 (C)差動電驛／低電壓（欠壓）電驛 (D)過電壓電驛／差動電驛

40.下列何種電力開關不能在有載的情況下操作？ (A) VCB：真空斷路器 (B) DS：隔離開關 (C) ACB：空氣斷路器 (D) VCS：真空接觸開關

41.有一個三相配電系統之變壓器供應 A、B、C 三個廠區，其日負載曲線分別為：(1) A 廠區:0-4 時 10kW、4-8 時 20kW、8-12 時 10kW、12-16 時 20kW、16-20 時 10kW、20-24 時 20kW；(2) B 廠區:0-4 時 10kW、4-12 時 20kW、 12-20 時 30kW、20-24 時 0kW；(3) C 廠區:0-8 時 30kW、8-16 時 20kW、16-20 時 10kW、20-24 時 20kW，請求出此系統的最大負載為多少千瓦(kW)？ (A) 50 (B) 60 (C) 70 (D) 80

42.承第 41 題，此系統的參差因數為百分之多少？ (A) 114.3 (B) 116.3 (C) 118.3 (D) 120.3

43.某用戶群之設備負載總合為 300kW，其需量因數為 0.8、參差因數為 1.5，系統之平均功率因數為 0.8 落後，則其綜合最高負載為多少千瓦(kW)？ (A) 120 (B) 140 (C) 160 (D) 180

44.有關電力系統多區域(multiple areas)互連線路偏壓控制(tie-line bias control)之正常模式簡易控制策略，下列何者錯誤？ (A)每一區域應各自管控區域本身內部的總發電實功與虛功 (B)保持頻率接近系統頻率標稱值（60 Hz 或 50 Hz） (C)維持互連線路上的流量約為規劃值 (D)每一區域應各自吸收其負載變化

45.若某工廠的配電系統之電源額定電壓為 240V、電動機額定電壓為 230V、電燈額定電壓為 220V，此系統之「標稱電壓」為多少伏特(V)？ (A) 220 (B) 230 (C) 240 (D) 250

46.對於同步電動機而言，在計算高壓斷路器的啟斷容量時，應該使用何種電抗值？ (A)次暫態電抗 (B)暫態電抗 (C)穩態電抗 (D)無窮大

47.對於感應電動機而言，在計算高壓斷路器的啟斷容量時，應該使用何種電抗值？ (A)次暫態電抗 (B)暫態電抗 (C)穩態電抗 (D)無窮大

48.對一台同步發電機而言，請比較下列三種故障電流的大小關係：次暫態故障電流、暫態故障電流、穩態故障電流。 (A)次暫態故障電流＞暫態故障電流＞穩態故障電流 (B)暫態故障電流＞次暫態故障電流＞穩態故障電流 (C)穩態故障電流＞暫態故障電流＞次暫態故障電流 (D)次暫態故障電流＞穩態故障電流＞暫態故障電流

49.已知 Iasy（非對稱故障電流）= K * Isy（對稱故障電流），K 稱為非對稱因數。請問 K 的最大值為何？ (A) 1 (B) 1.414 (C) 1.732 (D) 2

50.有一部額定容量 100MVA、額定電壓 13.8kV、頻率 60Hz、Y 接的三相同步發電機，其同步電抗 Xd為 1.0pu、暫態電抗X_d'為0.2pu、次暫態電抗X_d"為0.1pu。已知此發電機在額定電壓下無載運轉，且發電機連接至13.8kV/220kV、 100MVA、阻抗為 0.15pu 之三相△-Y 變壓器，變壓器 220kV 側發生三相短路時，變壓器 220kV 側之次暫態短路電流約為多少千安培(kA)？ (A) 0.8 (B) 1.0 (C) 1.2 (D) 1.4

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