配電15【電験3種 電力】単相3線式は中性線・進相コンデンサ・末端バランサ・損失小!令和3年度 A問題12 完全解説

電験3種 電力科目【配電】令和3年度 A問題12 (ア)中性線・(イ)低圧進相コンデンサ・(ウ)バランサ・(エ)小さく=(2)

今回は令和3年度 電力科目 A問題12単相3線式配電方式の空欄補充問題です。中性線・電圧・不平衡対策・配電損失と、単相3線式の要点が一通り問われます(配電3の誤り選択と表裏一体)。

4つの空欄:2本の電圧線と1本の中性線、平衡時は中性線に電流が流れない。中性線断線時は各負荷に並列の低圧進相コンデンサで不平衡軽減、末端のバランサで不平衡緩和、単相2線式より配電損失を小さくできる——これが単相3線式の特徴です。

出題のポイント

目次

令和3年度 電力科目 A問題12: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 令和3年度 A問題12 問題文
令和3年度 電力科目 A問題12 問題文

電験3種 電力科目 【配電】 令和3年度 A問題12

 次の文章は、単相3線式配電方式に関する記述である。

 単相3線式配電方式は、2本の電圧線と1本の(ア)からなり、電圧線相互間には200Vの電圧が、電圧線と(ア)の間には100Vの電圧が得られる方式である。

 この方式では、2本の電圧線の負荷が平衡している場合には、(ア)に電流が流れない。しかし、負荷が不平衡になると(ア)に電流が流れる。中性線が断線すると、各負荷にかかる電圧が不平衡になるため、(イ)を各負荷と並列に接続することで、負荷にかかる電圧の不平衡を軽減できる。

 また、単相3線式配電線の末端に(ウ)を接続することで、負荷が不平衡になった場合でも、各負荷にかかる電圧の不平衡を緩和できる。

 単相3線式は、単相2線式と比べて、電圧線1本当たりの供給可能な電力が大きく、配電損失を(エ)することができる。

 上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(ア)(イ)(ウ)(エ)
(1)中性線ダイオードバランサ小さく
(2)中性線低圧進相コンデンサバランサ小さく
(3)接地線低圧進相コンデンサ変流器大きく
(4)中性線低圧進相コンデンサバランサ大きく
(5)接地線ダイオード変流器小さく

ポイント解説:中性線・進相コンデンサ・末端バランサ・損失小

(ア)中性線:単相3線式は2本の電圧線と1本の中性線からなり、電圧線間200V・電圧線と中性線間100V。平衡時は中性線に電流が流れず、不平衡になると中性線に電流が流れる。「接地線」ではない。

(イ)低圧進相コンデンサ:中性線断線時の電圧不平衡を軽減するため、各負荷と並列に低圧進相コンデンサを接続する。「ダイオード」は整流素子で用途違い。(ウ)バランサ:単相3線式配電線の末端に巻数比1:1のバランサ(単巻変圧器)を接続すると、負荷が不平衡でも電圧不平衡を緩和できる(配電3のバランサは末端に設置)。

(エ)小さく:単相3線式は単相2線式より電圧線1本当たりの供給電力が大きく、配電損失を小さくできる(同じ電力なら電流が小さく損失が減る)。よって(ア)中性線・(イ)低圧進相コンデンサ・(ウ)バランサ・(エ)小さく=(2)。

問題の解説

STEP1 (ア)構成

2電圧線+1中性線・平衡時は中性線電流ゼロ→中性線。

STEP2 (イ)(ウ)不平衡対策

並列=低圧進相コンデンサ・末端=バランサ。

STEP3 (エ)損失

単相2線式より配電損失を小さく→(2)。

答え:(2)

💡 覚え方
単相3線式:2電圧線+1中性線/平衡時は中性線電流ゼロ/末端にバランサで不平衡緩和/単相2線式より配電損失小。バランサは末端に設置(配電3)。ダミー:接地線・ダイオード・変流器・大きく。

⚠️ よくある間違い
(ア)を接地線としない——中性線。バランサは電源近くでなく末端(配電3)。配電損失は「大きく」でなく小さく(単相3線式の長所)。

まとめ

(ア)中性線(2電圧線+1中性線)
(イ)低圧進相コンデンサ(並列接続)
(ウ)バランサ(末端接続)
(エ)小さく(配電損失)
答え(2)

▼あわせて解きたい関連問題
・単相3線式とバランサ(配電3):【電力】令和7年度上期 A問題11
・交流三相方式(配電7):【電力】令和6年度上期 A問題11

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