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）
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，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）
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）
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）