1. 如下圖單線圖所示，一部同步發電機穩定供應P_e＝1.0pu之功率至電壓V＝1.0pu之無限匯流排，該發電機暫態內電壓E'＝1.05pu。假設一個三相短路故障發生在線路送電端F點處，故障期間之功率傳輸P_e為零，此故障於斷路器1及2同時打開後隔離，且斷路器1及2維持在開路狀態。請利用等面積法則，試求臨界清除角。

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2. 考慮【圖2】的輻射系統，左側電源是一個無限匯流排，每個斷路器每相均裝有相同型式之過電流電驛R₁、R₂及R₃，其中R₂及R₃的電流接頭設定為5A，R₃的時間刻度設定為3，其動作特性曲線如【圖3】所示，與故障電流相比，故障前的電流可以被忽略。

(一)假設匯流排4的相間短路故障電流I_F4為3000A、R₃動作時間為1.5秒，試求R₃之比流器匝比為＿＿＿：5（比流器二次側額定為5A）。
(二)假設靠近R₃右側之三相短路最大故障電流I_F3為6000A，試求R₃動作時間為何？
(三)R₂為R₃之後衛保護，且R₂之比流器匝比為1200：5，R₂與R₃在最大故障電流條件下之保護協調時間延遲為0.5秒，試求R₂之時間刻度設定為何？

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3. 每相阻抗為0.5＋j2Ω的三相輸電線，供應兩個以並聯方式連接的平衡三相負載；其中第一個負載其視在功率為200kVA，功率因數0.6落後，第二個負載為Δ接，每相阻抗為150－j60Ω。在負載端之線至線電壓V_LL為5kV，試求在電源側之線至線電壓值？

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4. 額定為100MVA、20kV的同步發電機，其正序、負序及零序電抗分別為X₁＝X₂＝0.1pu及X₀＝0.05pu，又此發電機中性點採電抗接地，且該接地電抗器X_n為0.2Ω。若此發電機正運轉在額定電壓，沒有負載，且與系統解聯的情況下，發電機出口端發生a相接地故障，接地電阻為零，試求：(一)接地電抗器X_n之pu值；(二)試繪出單相接地故障相序網路之戴維寧等效電路；(三)故障後b相電壓（以kV表示）及相角；(四)a相故障電流大小（以kA表示）。

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5. 三相、60Hz、345kV之長距離輸電線路，每相輸電線電感為0.88mH/km，每相輸電線電容為0.0125μF/km，假設為無耗損輸電線。試求：(一)相位常數β（rad/km）；(二)突波阻抗Z_c(Ω)；(三)傳播速度v（km/s）；(四)輸電線波長λ（km）；(五)突波阻抗承載4IL（MW）。

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6. 如圖所示鐵磁性鐵心，其鐵心深度5cm，其他長度如圖標示，假設鐵心之相對導磁係數為10³/π，試求：
(一)產生0.005wb磁通時，其電流值i。
(二)於(一)的情形下鐵心左、右側的磁通密度值。

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7. 額定容量50kVA、2400／120V、60Hz變壓器做開路試驗，短路實驗結果如下：(1)開路時：E＝120V，I＝9.7A，W＝410瓦(2)短路時：E＝92V，I＝20.8A，W＝810瓦。
(一)若變壓器在額定容量及功率因數為0.8落後下運轉，求變壓器故障？電壓調整率？(二)若運作在50Hz之電力系統，該變壓器的額定容量為多少kVA？

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8. 一部5馬力、3相、4極、60Hz、220V的Y接繞線型感應電動機，其每相阻抗參考於定子電路如下：R₁＝0.12Ω、R₂＝0.12Ω、X₁＝0.2Ω、X₂＝0.2Ω、XM＝26.3Ω，試求：
(一)電動機最大轉矩及此時轉差率。
(二)電動機的起動轉矩。
(三)欲使S＝1/2達最大轉矩，則轉子電路須串接多大電阻值？

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9. 一部6極直流發電機，採用單工疊繞繞組，其電樞有120圈，每圈10匝，每匝電阻為0.03Ω，每極磁通為0.05wb，轉速為100rpm，試求：
(一)此電機電流路徑數。
(二)其電樞感應電壓值。
(三)電樞電阻值。
(四)若200Ω的電阻接於發電機兩端，其電樞電阻忽略不計，則轉軸感應轉矩大小？

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10. 三部相同大小之同步發電機並聯運轉，其額定容量為3MW，功率因數為0.8落後，發電機A、B：無載頻率為60.5Hz，轉速下降率（Speed Droop）為2.6%，發電機C：無載頻率為61.5Hz，轉速下降率（Speed Droop）為3%。試求：
(一)若總負載7MW，其系統頻率、各發電機功率分配值。
(二)此功率分配是否適當，原因為何？

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