民國115年 高考三級 輪機技術 船用電學與自動控制
第2題
船用交流發電機常見之保護裝置包括外部短路保護、過載保護、欠壓保 護與逆功率保護，請說明這些保護裝置主要的功能。（25 分）
題目
船用交流發電機常見之保護裝置包括外部短路保護、過載保護、欠壓保 護與逆功率保護，請說明這些保護裝置主要的功能。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、保護設計原則：船用交流發電機的保護須兼顧靈敏度、選擇性、速動性與可靠性。它藉由比流器（Current Transformer, CT）、比壓器及保護電驛（Relay）偵測異常，再經斷路器（ACB）跳脫隔離故障，避免損及發電機、匯流排及重要負載。
- 二、外部短路保護：當匯流排或饋線發生相間或接地短路時，故障電流遠大於額定值。此保護常採用具反時限特性的過電流電驛（Overcurrent Relay, 51），或以阻抗保護、差動保護作為後備。功能是迅速切除外部故障、限制電樞繞組的熱應力與機械應力，並與下級保護協調以維持選擇性。
- 三、過載保護：針對負載長期超過額定電流所造成的繞組溫升，採用具反時限特性的過載電驛（Overload Relay, 51）或熱動元件，模擬 I²t 熱效應。通常先發出警報提醒輪機員減載，若持續過載再延時跳脫，以防止絕緣老化、燒損及火災。
- 四、欠壓保護：當端電壓低於設定值（常見為額定值的 70%～80%）並持續一定時間後，欠壓電驛（Undervoltage Relay, 27）動作，防止電動機堵轉、電流劇增及控制系統誤動作。此保護須加裝延時，以容忍大電動機起動造成的暫時壓降，避免誤跳脫。
- 五、逆功率保護：並聯運轉時，若原動機失速、燃油中斷或調速器故障，該發電機可能由匯流排吸取功率，成為電動機運轉（Motoring）。逆功率電驛（Reverse Power Relay, 32）偵測功率方向反轉，經延時後跳脫，防止原動機與發電機受損。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。