下圖所示為一單相電力系統,由一電壓源Vs 、一升壓變壓器T1、一串聯
電抗為j2Ω之輸電線、一降壓變壓器T2及一阻抗負載ZL所組成。已知
Vs = 220∠0?V ,T1 及T2 之額定值依序分別為30 KVA、240/480V、
X1 = j0.1pu及20KVA、460/115V、X2 = j0.1pu,且負載ZL = 0.9 + j0.2Ω。
假設忽略變壓器與輸電線之等效串聯電阻及並聯導納,並選擇30KVA、
240V 作為電壓源部分之功率及電壓基底。(20 分)
(1) 請繪出該電力系統之標么電路圖,並於其上標示有關標么值。
(2) 試求負載ZL所消耗之複數功率標么值及實際有效功率(real power)與
無效功率(reactive power)。
已知一均勻單相輸電線之線路常數為z = R + jωL Ω/ km 、
y = G + jωC s / km,而距離負載端(即接受端)x處之電壓V (x)與電流I (x)
可由下式計算之:
考慮無耗損之近似情況,即令R = G = 0,輸送60 Hz 之電力,若已知
z = j0.3306Ω/ km、y = j4.674×10−6s / km,輸電線長度及額定電壓分別
為300 km 及440 kV。
(1) 試求其電壓電流之坡長。
(2) 該輸電線之突波阻抗負載(surge impedance loading, SIL)為多少?
下圖所示為三匯流排(bus) 電力系統, 假設參考匯流排之電壓
V1∠0o = 1.0∠0opu,第二匯流排之負載為2.0 + j0.5 pu,第三匯流排之電壓
大小V3 =1.0 pu。(20分)
(1) 假設各輸電線均以圖中之串聯電抗近似之,試求該系統之匯流排導納
矩陣(即Ybus)。
(2) 試寫出該系統之獨立(independent)電力潮流方程式。
(3) 試問針對每一匯流排Vk、δk、Pk、Qk 、k =1, 2, 3,何者為輸入?何
者為未知變數?
路故障前之同步發電機與同步電動機次暫態電抗後方之內部電壓源,
XT1、XTL及XT 2分別為變壓器T1、輸電線TL及變壓器T2 之標么電抗;
為1.05∠0opu及忽略故障前電流,試求:(20分)
(1) 其故障點之次暫態交流部分故障電流 。
(2) 故障時V2端之電壓。
下圖所示為一同步發電機之自動電壓調整器(Automatic Voltage Regulator,
AVR)之簡化控制方塊圖,圖中各方塊內之函數代表各裝置之轉移函數,
而Vt(s)及Ve(s)分別代表發電機端電壓及AVR 之控制誤差量之拉普拉斯
轉換。
(1) 試求KA值(KA > 0)之範圍使得該AVR系統能保持其穩定性。
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