所屬科目:電力系統
一、有一三相電力系統之單線圖如圖 1 所示,變壓器電抗為 20%,以100 MVA、23/115 kV 為基準,輸電線阻抗 Z = j66.125Ω,匯流排 2 之負 載為 S2=185 MW+j6.6 MVar,匯流排 3 之負載為 S3= 0 MW+j20 MVar,匯流排 3 上之電壓須保持於 115 ∠0°kV,利用標么值,決定匯流排 2 與匯流排 1 電壓 kV 值。(25 分)
二、有一電力系統網路如圖 2 所示,匯流排 1 為匱乏匯流排(slack bus),且 V1= 1.0 0 ∠0°p.u.,匯流排 2 為負載匯流排,且 S2=286.36 MVA,功率因數0.9778 落後,輸電線阻抗以 100 MVA 為基準,,利用高斯-賽德法,計算執行三次疊代後的V2,V2初始值為1.0 ∠0°。若經過數次疊代後,匯流排 2 之電壓收斂為 0.9-j0.1 p.u.,試計算 S1及輸電線之實功率與虛功率損失。(25 分)
三、一個三匯流排電力系統的零、正、負相序匯流排阻抗矩陣為 試求直接三相故障發生在匯流排 3 時之標么故障電流與各匯流排電壓,以及直接 a 相單線對地故障發生在匯流排 3 時,求標么故障電流與匯流排 3 的各相電壓。(25 分)
四、一部 60 Hz 同步發電機其暫態電抗為 0.2 標么,慣量常數 6 MJ/MVA。此發電機經由一變壓器和雙回路傳輸線連接到無限匯流排,如圖 3 所示,忽略所有電阻值,系統各項以共同的 MVA 基準的電抗標么值標示於圖上。發電機送出 0.9 標么的實功率到匯流排 1,匯流排 1 上電壓值為 1.2標么,而無線匯流排電壓標么,試決定發電機激磁電壓及搖擺方程式。若有故障發生在匯流排 1,故障阻抗為 0.4 標么,且發電機激磁電壓保持在故障前的值,試求故障期間的搖擺方程式。(25 分)