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

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・X | 2.25Ω・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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