今回は平成30年度 電力科目 B問題16、太陽光発電を接続した単相3線式配電線路で接続前後の端子電圧と、目標電圧を実現する太陽光出力電流を求める計算問題です。
ポイントは負荷が定電流なので中性線電流は負荷差（25−20＝5A）で一定、太陽光電流Iは外線ループを流れてA点電圧を押し上げること。VAB＝99＋0.4I の関係から出力電流を逆算します。
出題のポイント
平成30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30年度 B問題16
図のように、電圧線及び中性線の各部の抵抗が0.2Ωの単相3線式低圧配電線路において、末端のAC間に太陽光発電設備が接続されている。各部の電圧及び電流が図に示された値であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、負荷は定電流特性で力率は1、太陽光発電設備の出力(交流)は電流I[A]、力率1で一定とする。また、線路のインピーダンスは抵抗とし、図示していないインピーダンスは無視するものとする。二次電圧は105/105V、上側負荷は25A、下側負荷は20Aである。
図のように、電圧線及び中性線の各部の抵抗が0.2Ωの単相3線式低圧配電線路において、末端のAC間に太陽光発電設備が接続されている。各部の電圧及び電流が図に示された値であるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、負荷は定電流特性で力率は1、太陽光発電設備の出力(交流)は電流I[A]、力率1で一定とする。また、線路のインピーダンスは抵抗とし、図示していないインピーダンスは無視するものとする。（二次105/105V、上負荷25A、下負荷20A）
(a) 太陽光発電設備を接続する前のAB間の端子電圧VAB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）96 （2）99 （3）100 （4）101 （5）104 V
(b) 太陽光発電設備を接続したところ、AB間の端子電圧VAB[V]が107Vとなった。このときの太陽光発電設備の出力電流(交流)Iの値[A]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
（1）5 （2）15 （3）20 （4）25 （5）30 A
ポイント解説：中性線電流は負荷差で一定、太陽光電流でA点が上昇
(a) 接続前（I＝0）。上負荷25A、下負荷20A。上外線：VP＝105−25×0.2＝100V、P-A間は無電流なので VA＝100V。中性線電流 In＝25−20＝5A、VQ＝5×0.2＝1.0V＝VB。VAB＝100−1.0＝99V→(a)は(2)。
(b) 太陽光電流I。太陽光IはA点から上外線を左へ流れ、上負荷の一部を供給。上外線（変圧器側）の電流は(25−I)、P-A間はI。VP＝105−(25−I)×0.2＝100＋0.2I、VA＝VP＋I×0.2＝100＋0.4I。
VBは不変：負荷は定電流なので中性線電流は5Aのまま、VB＝1.0V。よって VAB＝(100＋0.4I)−1.0＝99＋0.4I。107V＝99＋0.4I より I＝20A→(b)は(3)。逆潮流でVABが99→107Vに上昇している。
問題の解説
STEP1 (a)接続前
VA=105−25·0.2=100・VB=(25−20)·0.2=1.0→VAB=99V→(2)。
STEP2 (b)VA(I)
VA=105−(25−I)·0.2+I·0.2=100+0.4I。
STEP3 (b)I
VAB=99+0.4I=107→I=20A→(3)。
答え：(a)は(2)、(b)は(3)
💡 覚え方
単相3線式の中性線電流は負荷差（定電流なら一定）。太陽光電流Iは外線ループを流れ、接続点(A)電圧をVA＝100＋0.4Iと押し上げる。VAB＝99＋0.4I（逆潮流で電圧上昇）。
⚠️ よくある間違い
中性線電流は太陽光では変わらない（負荷が定電流なので25−20＝5A固定）→VB一定。太陽光電流はA点電圧を上げる（下げない）。VAの係数は0.4I（往路と復路で0.2ずつ）。
まとめ
| (a)VA | 105−25·0.2=100V |
| (a)VB | (25−20)·0.2=1.0V |
| (a)VAB | 99V |
| (b)VA(I) | 100+0.4I |
| (b)VAB | 99+0.4I=107→I=20A |
| 答え | (a)-(2)，(b)-(3) |
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