配電計算43【電験3種 電力】太陽光の逆潮流！電流分担(5,5,0)・端子電圧VAB=105.5V 平成19年度 B問題17 完全解説

今回は平成19年度 電力科目 B問題17、末端に太陽光発電が接続された単相3線式配電線路の電流分担と端子電圧を求める計算問題です。令和5年度下期 B問題17（配電計算12）とまったく同じ問題です。

ポイントは太陽光の15Aが外線ループ（A-C間）を流れること。上負荷の一部を供給し、残りは中性線経由で下負荷を全量供給します。各節点でKCLを立てれば電流分担が決まり、線路抵抗の電圧降下から端子電圧を求めます。
※本問は単相3線式の回路図を用いた問題ですが、公式PDFが非公開のため、回路構成を文章で解説します。

出題のポイント

平成19年度 電力科目 B問題17：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19年度 B問題17

　線路抵抗0.1Ωの単相3線式低圧配電線路（二次電圧105/105V）の中間点に負荷が接続され、末端のAC間に太陽光発電設備が逆変換装置を介して接続されている。上側負荷電流20A、下側負荷電流15A、太陽光発電設備の出力電流（交流）15A（力率1）、負荷は定電流特性で力率1とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。各区間の電圧線・中性線の抵抗は0.1Ωである。本問は回路図を用いる問題であるが、公式PDFが非公開のため回路構成を文章で示している。

線路抵抗0.1Ωの単相3線式低圧配電線路（二次電圧105/105V）の中間点に負荷が接続され、末端のAC間に太陽光発電設備が逆変換装置を介して接続されている。上側負荷電流20A、下側負荷電流15A、太陽光発電設備の出力電流（交流）15A（力率1）、負荷は定電流特性で力率1とする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。（各区間の電圧線・中性線の抵抗0.1Ω）

(a) 図中の回路の空白箇所(ア)〜(ウ)に流れる電流の値[A]の組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。（(ア)＝上側電圧線・変圧器側電流、(イ)＝中性線電流、(ウ)＝下側電圧線・変圧器側電流）

	(ア)	(イ)	(ウ)
(1)	5	0	15
(2)	5	5	0
(3)	15	0	15
(4)	20	5	0
(5)	20	5	15

(b) 図中AB間の端子電圧V_AB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。

（1）104.0　（2）104.5　（3）105.0　（4）105.5　（5）106.0 V

ポイント解説：太陽光15Aは外線ループを流れる→各節点でKCL

(ア)＝5A：太陽光の15AはA端子から上外線を左へ流れ、上負荷側へ向かう。上負荷20Aは、太陽光からの15Aと変圧器からの(ア)で供給される。上負荷の節点で (ア)＋15＝20 より(ア)＝5A。

(イ)＝5A・(ウ)＝0A：中性点では上負荷20Aが流入、下負荷15Aが流出するので、中性線電流(イ)＝20−15＝5A。下負荷15Aは太陽光の逆潮流（中性線→下負荷→下外線→C）で全量供給されるため、変圧器の下側巻線が担う(ウ)＝0A。よって(a)は(2)。

(b) 端子電圧V_AB：V_P＝105−(ア)×0.1＝104.5V、V_A＝V_P＋15×0.1＝106.0V（太陽光の逆潮流でA点電圧が上昇）。中性線側 V_Q＝(イ)×0.1＝0.5V＝V_B。V_AB＝106.0−0.5＝105.5V→(b)は(4)。本問は令和5年度下期 B問題17と同一問題。

問題の解説

STEP1　(ア)

上負荷節点：(ア)+15=20→(ア)=5。

STEP2　(イ)(ウ)

中性線(イ)=20−15=5・下負荷は太陽光で全供給→(ウ)=0→(2)。

STEP3　(b)VAB

VA=105−0.5+1.5=106.0・VB=0.5→VAB=105.5V→(4)。

答え：(a)は(2)、(b)は(4)

まとめ

(ア)	上負荷節点 (ア)+15=20→5A
(イ)	中性線 20−15=5A
(ウ)	下負荷は太陽光で全供給→0A
(b)VA	105−0.5+1.5=106.0V
(b)VB	0.5V
(b)VAB	105.5V
答え	(a)-(2)，(b)-(4)

▼あわせて解きたい関連問題
・同一問題（配電計算12）：【電力】令和5年度下期 B問題17
・太陽光と単相3線式（配電計算23）：【電力】平成30年度 B問題16