令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 電力(電気技術者試験センター)問17(b)
電力
線間電圧に関する問題
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図のような,A 点及びB 点に負荷を有する三相3 線式高圧配電線がある。電源側S 点の線間電圧を6 600 V とするとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし,配電線1 線当たりの抵抗及びリアクタンスはそれぞれ0.3 Ω/km とする。
(b) B 点における線間電圧の値[V]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 16 020
- 25 770
- 36 460
- 46 130
- 56 260
答えと解説
✓ これが正解16 020
解説
S-A間とA-B間の電圧降下の和は約582 Vで、B点は約6 020 Vです。
(a)で求めたとおり、S-A間の電流は有効成分220 A・無効成分200 Aです。A-B間にはB点の負荷だけの電流が流れ、有効成分60 A・無効成分80 Aです。B点の線間電圧は、S点の6 600 Vから二つの区間の電圧降下を引いて求めます。
1線当たりの抵抗とリアクタンスはどちらも0.3 Ω/kmで、各区間は2 kmなので、R=X=0.3×2=0.6 Ωです。三相3線式の電圧降下の近似式v≒√3(R×Ip+X×Iq)(Ipは有効成分、Iqは無効成分)を区間ごとに使います。S-A間はv₁=√3×(0.6×220+0.6×200)=√3×252≒436.5 V、A-B間はv₂=√3×(0.6×60+0.6×80)=√3×84≒145.5 Vです。合計は約582.0 Vなので、B点の線間電圧は6 600-582.0≒6 018 V、すなわち約6 020 Vです。
別の方法で検算します。負荷ごとに、電源からの距離の分の抵抗とリアクタンスで電圧降下を出して足します。A点の負荷は2 km(0.6 Ω)で√3×0.6×(160+120)≒291.0 V、B点の負荷は4 km(1.2 Ω)で√3×1.2×(60+80)≒291.0 Vとなり、合計582.0 Vで一致します。
したがって、約6 020 Vが正解です。区間ごとに流れる電流を成分で求めてから電圧降下を足す、という手順を守ると、どの点の電圧も同じように求められます。
ほかの選択肢の解説
- 25 770:5 770 Vは、力率を考えずに負荷電流の大きさを単純に足し(S-A間300 A、A-B間100 A)、R+X=1.2 Ωを掛けて√3×(300+100)×1.2≒831 V下がるとした値に近くなります。電流は有効成分と無効成分に分けて抵抗とリアクタンスに掛けるので、降下は約582 Vです。
- 36 460:6 460 Vは、A-B間の電圧降下約145.5 Vだけを6 600 Vから引いた約6 455 Vに近い値です。S-A間にはA点とB点の両方の負荷電流が流れるので、その区間の約436.5 Vも加えて引きます。
- 46 130:6 130 Vは、S-A間の電圧降下約436.5 Vだけを引いた約6 164 Vに、示された値の中で最も近いものです。B点の電圧を求めるには、A-B間の約145.5 Vも加えた約582 Vを引く必要があります。
- 56 260:6 260 Vは、電圧降下の式の√3を落とし、0.6×(220+200)+0.6×(60+80)=336 Vを6 600 Vから引いた値です。三相の線間電圧の降下には√3を掛けるので、降下は約582 Vになります。
出典:令和7年度下期第三種電気主任技術者試験 電力 問17(b)(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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