配電計算30【電験3種 電力】電圧降下率5%以内→電流から最大負荷電力1799kW!平成26年度 A問題7 完全解説

電験3種 電力科目【配電の計算】平成26年度 A問題7 v=0.05×6600=330V→I=v/[√3(Rcosθ+Xsinθ)]=185A→P=√3·6600·I·0.85=1800kW=(2)

今回は平成26年度 電力科目 A問題7線路の電圧降下率を5%以内に抑えるための最大負荷電力を求める計算問題です。令和5年度上期 A問題12(配電計算13)とまったく同じ問題です。

ポイントは電圧降下率ε=電圧降下v/受電端電圧Vr。ε=5%から許容電圧降下v=0.05×6600=330Vを出し、近似式 v=√3·I·(Rcosθ+Xsinθ) で電流を、負荷電力 P=√3·Vr·I·cosθ で電力を求めます。

出題のポイント

目次

平成26年度 電力科目 A問題7: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26年度 A問題7 問題文
平成26年度 電力科目 A問題7 問題文

電験3種 電力科目 【配電の計算】 平成26年度 A問題7

 こう長2kmの三相3線式配電線路が、遅れ力率85%の平衡三相負荷に電力を供給している。負荷の端子電圧を6.6kVに保ったまま、線路の電圧降下率が5.0%を超えないようにするための負荷電力[kW]の最大値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、1km1線当たりの抵抗は0.45Ω、リアクタンスは0.25Ωとし、その他の条件は無いものとする。なお、本問では送電端電圧と受電端電圧との相差角が小さいとして得られる近似式を用いて解答すること。

(1) 1023 (2) 1799 (3) 2117 (4) 3117 (5) 3600

ポイント解説:電圧降下率→許容電圧降下→電流→負荷電力

STEP1:許容電圧降下。R=0.45×2=0.9Ω、X=0.25×2=0.5Ω。電圧降下率ε=v/Vr=5.0%より、許容電圧降下 v=0.05×6600=330V

STEP2:電流。cosθ=0.85、sinθ=0.527。近似式 v=√3·I·(R·cosθ+X·sinθ)=330 より I=330/[√3(0.9×0.85+0.5×0.527)]=185A

STEP3:最大負荷電力。P=√3·Vr·I·cosθ=√3×6600×185×0.85=約1800kW→(2)。本問は令和5年度上期 A問題12と同一問題。

問題の解説

STEP1 許容電圧降下

R=0.9Ω・X=0.5Ω・v=0.05×6600=330V。

STEP2 電流

I=330/[√3(0.9·0.85+0.5·0.527)]=185A。

STEP3 負荷電力

P=√3·6600·185·0.85=1800kW→(2)。

答え:(2)

💡 覚え方
電圧降下率 ε=v/Vr→許容電圧降下 v=ε·Vr。近似式 v=√3·I·(Rcosθ+Xsinθ) で電流、P=√3·Vr·I·cosθ で負荷電力。★配電計算13と同一問題。

⚠️ よくある間違い
電圧降下率をそのまま近似式に入れない——先に v=0.05×6600=330V に変換。R・Xはこう長2kmを掛ける。sinθ=√(1−cos²θ)。

まとめ

R・X0.9Ω・0.5Ω
許容降下v0.05×6600=330V
電流I330/[√3(0.9·0.85+0.5·0.527)]=185A
負荷電力P√3·6600·185·0.85=1800kW
答え(2) 1799

▼あわせて解きたい関連問題
・同一問題(配電計算13):【電力】令和5年度上期 A問題12
・電圧降下率と増設負荷(配電計算20):【電力】令和元年度 B問題17

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