配電計算44【電験3種 電力】電圧降下で電流→負荷電力240kW・損失一定でP2=274kW!平成18年度 B問題16 完全解説

電験3種 電力科目【配電の計算】平成18年度 B問題16 (a)v=150V→I=30.66A→P1=240kW(4)/(b)損失一定でI不変→P2=274kW(2)

今回は平成18年度 電力科目 B問題16、三相3線式専用配電線で電圧降下から電流と負荷電力を求め、力率変化後の電力を計算する問題です。令和4年度上期 B問題17(配電計算16)とまったく同じ問題です。

(a)は電圧降下の近似式 v=√3·I·(Rcosθ+Xsinθ)で電流を求めて負荷電力に。(b)は線路損失3I²Rが不変=電流不変を使って、力率0.8での電力を求めます。

出題のポイント

目次

平成18年度 電力科目 B問題16:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 配電 平成18年度 B問題16 問題文
平成18年度 電力科目 B問題16 問題文

電験3種 電力科目 【配電の計算】 平成18年度 B問題16

 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6600V、末端にある負荷の端子電圧が6450V、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0.45Ω/km、リアクタンスは0.35Ω/km、線路のこう長は5kmとする。

(a) この負荷に供給される電力P1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。

(1)180 (2)200 (3)220 (4)240 (5)260 kW

(b) 負荷が遅れ力率80%、P2[kW]に変化したが線路損失は変わらなかった。P2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。

(1)254 (2)274 (3)294 (4)314 (5)334 kW

ポイント解説:電圧降下で電流→電力、損失一定で電流不変

準備:R=0.45×5=2.25Ω、X=0.35×5=1.75Ω。電圧降下 v=6600−6450=150V。

(a) P1:cosθ=0.7、sinθ=0.714。近似式 v=√3·I·(R·cosθ+X·sinθ)=150 より I=150/[√3(2.25×0.7+1.75×0.714)]=30.66A。P1=√3·Vr·I·cosθ=√3×6450×30.66×0.7=約240kW→(a)は(4)。

(b) P2:線路損失3I²Rが一定=電流I不変(30.66A)。力率0.8で v₂=√3×30.66×(2.25×0.8+1.75×0.6)=151.3V、Vr2=6600−151.3=6448.7V。P2=√3×6448.7×30.66×0.8=約274kW→(b)は(2)。本問は令和4年度上期 B問題17と同一問題。

問題の解説

STEP1 線路定数

R=2.25Ω・X=1.75Ω・v=150V。

STEP2 (a)電流と電力

I=150/[√3(2.25·0.7+1.75·0.714)]=30.66A→P1=√3·6450·I·0.7=240kW→(4)。

STEP3 (b)損失一定

I不変→v₂=151.3V→Vr2=6448.7V→P2=√3·6448.7·I·0.8=274kW→(2)。

答え:(a)は(4)、(b)は(2)

💡 覚え方
電圧降下近似式 v=√3·I·(Rcosθ+Xsinθ)で電流→負荷電力 P=√3·Vr·I·cosθ。線路損失3I²R一定=電流一定。★配電計算16と同一問題。

⚠️ よくある間違い
電圧降下式の√3を忘れない。(b)は「損失一定→電流一定」(電力一定ではない)。受電端電圧Vr2を力率0.8で求め直す。

まとめ

R・X2.25Ω・1.75Ω
電圧降下150V
(a)電流30.66A
(a)P1√3·6450·30.66·0.7=240kW
(b)P2損失一定→√3·6448.7·30.66·0.8=274kW
答え(a)-(4),(b)-(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・同一問題(配電計算16):【電力】令和4年度上期 B問題17
・電圧降下の近似式(配電計算3):【電力】令和7年度下期 B問題16

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