線路損失は Pₗ = 3I²R で,R は変わらないので,線路損失が変わらなければ線電流 I も変わらない。
令和7年度 下期 第三種電気主任技術者 電力 問16(b)
三相3線式1回線の専用配電線がある。変電所の送り出し電圧が6 600 V,末端にある負荷の端子電圧が6 450 V,力率が遅れの70 %であるとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし,電線1線当たりの抵抗は0.5 Ω/km,リアクタンスは0.4 Ω/km,線路のこう長は5 kmとする。また,送電端電圧と受電端電圧との相差角は小さいものとする。
(b) 負荷が遅れ力率80 %,W₂[kW]に変化したが線路損失は変わらなかった。W₂の値[kW]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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よって I ≈ 27.25 A((a)で求めた値)。
受電端電圧を6 450 Vとすると,
W₂ = √3·Vr·I·cosθ₂ = √3 × 6 450 × 27.25 × 0.8 ≈ 243.5 × 10³ W ≈ 243 kW
(電圧と電流が同じなので W₂ = W₁ × 0.8 ÷ 0.7 ≈ 213.1 × 1.143 ≈ 243.5 kW としても同じ。)
確認: 力率0.8では sinθ₂ = 0.6,R cosθ₂ + X sinθ₂ = 2.5 × 0.8 + 2.0 × 0.6 = 3.2 Ω,ΔV ≈ √3 × 27.25 × 3.2 ≈ 151 V。送り出し電圧6 600 Vのままなら受電端電圧は約6 449 Vで,W₂ ≈ 243.5 kW と結果はほぼ変わらない。
よって最も近いのは (2) 243。
各選択肢の解説
- (1)
141
誤り。電力の式の√3を落として W = Vr·I·cosθ₂ = 6 450 × 27.25 × 0.8 ≈ 141 kW とした値である。三相電力は √3·Vr·I·cosθ₂ であり,正しくは約243 kW。
- (2)
243
正しい。線路損失一定より電流 I ≈ 27.25 A が不変で,W₂ = √3 × 6 450 × 27.25 × 0.8 ≈ 243 kW となる。
- (3)
274
誤り。正しい計算値は約243 kWで,274 kWとは一致しない。この値を与える典型的な計算誤りは検算では特定できない。
- (4)
415
誤り。正しい計算値は約243 kWで,415 kWとは一致しない。電圧降下の式の√3を落とした電流を用いる計算では,(a)の I ≈ 47.2 A を流用すると約422 kW,力率0.8で I = 150 ÷ 3.2 ≈ 46.9 A と求め直すと約419 kW となり近い値にはなるが,いずれも415 kWには一致せず,この値を与える計算誤りは特定できない。
- (5)
334
誤り。正しい計算値は約243 kWで,334 kWとは一致しない。この値を与える典型的な計算誤りは検算では特定できない。
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