三相電力 P = √3 Vr I cosθ より、線電流 I = P / (√3 Vr cosθ)。
令和6年度 下期 第三種電気主任技術者 電力 問12
三相3線式交流送電線があり、電線1線当たりの抵抗がR[Ω]、受電端の線間電圧がVr[V]である。今、受電端から力率cosθの負荷に三相電力P[W]を供給しているものとする。この送電線での3線の電力損失をPLとすると、電力損失率PL/Pを表す式として、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、線路のインダクタンス、静電容量及びコンダクタンスは無視できるものとする。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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3線の電力損失は PL = 3RI² = 3R · P² / (3 (Vr cosθ)²) = RP² / (Vr cosθ)²。したがって電力損失率は PL/P = RP / (Vr cosθ)²。これは選択肢(2)と一致する。
各選択肢の解説
- (1)
RP / (3(Vr cosθ)²)
誤り。分母に余分な3が付いている。正しくは PL = 3RI² で、I² = P²/(3(Vr cosθ)²) の3が損失の係数3と打ち消し合うため、分母に3は残らない。この式は3線分の係数を打ち消しただけでなく、さらに3で割った形になっている。
- (2)
RP / (Vr cosθ)²
正しい。I = P/(√3 Vr cosθ)、PL = 3RI² = RP²/(Vr cosθ)²。よって PL/P = RP/(Vr cosθ)²。
- (3)
RP² / (Vr cosθ)²
誤り。P の次数が2乗のままで、損失率(PL/P)ではなく損失PL自体に相当する形になっている。損失率は PL を P で割るため P は1乗になる。次元も異なる。
- (4)
3RP / (Vr cosθ)²
誤り。係数3が余分である。I² に含まれる 1/3 と損失式の3線分の係数3が打ち消し合って係数は1になるため、3RP/(Vr cosθ)² にはならない。
- (5)
3RP² / (Vr cosθ)²
誤り。係数3が余分であり、かつ P が2乗のままで損失率になっていない。PL/P では P は1乗になり、係数も1である。
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