配電計算41【電験3種 電力】抵抗率から電圧降下!VB=6128V・最小断面積100mm² 平成20年度 B問題17 完全解説

電験3種 電力科目【配電の計算】平成20年度 B問題17 (a)R=ρL/A→VB=6600−√3IR=6128V(2)/(b)電圧降下300V以内→A≥94.5→標準100mm²(3)

今回は平成20年度 電力科目 B問題17、抵抗率から電線抵抗を求めて電圧降下と、電圧降下を制限するための最小断面積を求める計算問題です。

カギは電線抵抗 R=ρ·L/A(ρ=抵抗率、L=長さ、A=断面積)。力率1・リアクタンス無視なので、三相電圧降下 v=√3·I·R で計算します。(b)は電圧降下の制限から必要な断面積を逆算し、標準値を選びます。

出題のポイント

目次

平成20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 平成20年度 B問題17 問題文
平成20年度 電力科目 B問題17 問題文

電験3種 電力科目 【配電の計算】 平成20年度 B問題17

 三相3線式配電線路がある。電線の抵抗率を1/55[Ω·mm²/m]、線路のこう長を4500[m]、A点の線間電圧を6600[V]、負荷電流を200[A](力率100%)とし、線路リアクタンスは無視するものとして、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

(a) 電線の断面積を60[mm²]とするとき、B点における線間電圧[V]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)6055 (2)6128 (3)6205 (4)6297 (5)6327 V

(b) 電圧降下を300[V]以内にするための電線の最小断面積[mm²]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1)60 (2)80 (3)100 (4)120 (5)150 mm²

ポイント解説:R=ρL/A、電圧降下v=√3IR、断面積を逆算

(a) B点電圧。電線抵抗 R=ρ·L/A=(1/55)×4500/60=1.364Ω。力率1・リアクタンス無視なので三相電圧降下 v=√3·I·R=√3×200×1.364=472V。VB=6600−472=約6128V→(a)は(2)。

(b) 最小断面積。電圧降下を300V以内にするには、許容抵抗 R≤v/(√3·I)=300/(√3×200)=0.866Ω

断面積を逆算。R=ρ·L/A≤0.866 より A≥ρ·L/0.866=(1/55)×4500/0.866=94.5mm²。標準断面積でこれ以上の最小値は100mm²→(b)は(3)。断面積が大きいほど抵抗が小さく電圧降下も小さくなる。

問題の解説

STEP1 (a)抵抗と電圧降下

R=(1/55)·4500/60=1.364Ω→v=√3·200·1.364=472V→VB=6128→(2)。

STEP2 (b)許容抵抗

R≤300/(√3·200)=0.866Ω。

STEP3 最小断面積

A≥(1/55)·4500/0.866=94.5→標準100mm²→(3)。

答え:(a)は(2)、(b)は(3)

💡 覚え方
電線抵抗 R=ρ·L/A(ρ=抵抗率、L=長さ、A=断面積)。力率1・X無視の三相電圧降下 v=√3·I·R。断面積は電圧降下制限 R≤v/(√3I) から逆算し、それ以上の標準値を選ぶ。

⚠️ よくある間違い
抵抗率の単位[Ω·mm²/m]と断面積[mm²]・長さ[m]の単位を合わせる。断面積は計算値以上の標準値(94.5→100)。電圧降下は√3を含む(三相)。断面積が大きいほど抵抗・電圧降下は小さい。

まとめ

(a)抵抗(1/55)·4500/60=1.364Ω
(a)電圧降下√3·200·1.364=472V
(a)VB6600−472=6128V
(b)許容抵抗300/(√3·200)=0.866Ω
(b)最小断面積(1/55)·4500/0.866=94.5→100mm²
答え(a)-(2),(b)-(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・最小断面積(送電の計算7):【電力】令和6年度上期 A問題13
・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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