電気施設管理-計算4【電験3種法規】第5調波は電流分流！発生6.6A・流出6.2A＝(a)(2)(b)(2) 令和7年度上期 B問題12 完全解説

2026年7月23日2026年8月9日

電験3種法規科目電気施設管理令和7年度上期 B問題12 発生した第5調波はどこへ流れる？流出は6.2A

今回は令和7年度上期法規科目 B問題12、第5調波電流の発生量と配電系統への流出量を求める計算問題です。令和2年度・平成18年度でも問われた高調波の頻出パターンです。

解法は2段階。①定格電流の15%で第5調波の発生電流を求める。②発生電流を定電流源とみなし、配電系統とコンデンサ設備のインピーダンスで電流分流する。%インピーダンスの比だけで分流計算できます。

令和7年度上期法規科目 B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種法規科目配電令和7年度上期 B問題12 問題文 — 令和7年度上期法規科目 B問題12 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「令和7年度上期第三種電気主任技術者試験」法規科目 B問題12

電験3種法規科目【電気施設管理】令和7年度上期 B問題12

　三相3線式配電線路から6600Vで受電している三相負荷設備がある。この負荷設備から配電系統へ流出する第5調波電流を算出するにあたり、次の(a)及び(b)に答えよ。

（問題文と等価回路は上の画像を参照してください。定格容量500kV·A、第5調波は定格電流の15%、配電線路側j6n[%]、コンデンサ設備j50(6n−100/n)[%]、10MV·A基準。）

三相3線式配電線路から6600Vで受電している三相負荷設備がある。この負荷設備から配電系統へ流出する第5調波電流を算出する。負荷設備は定格容量500kV·Aで、力率改善用として6%直列リアクトル付きコンデンサ設備が設置されており、この負荷設備から発生する第5調波電流は、負荷設備の定格電流に対し15%とする。受電点よりみた配電線路側の第n調波に対するインピーダンスは10MV·A基準でj6×n[%]、コンデンサ設備のインピーダンスは10MV·A基準でj50×(6×n−100/n)[%]で表され、発生高調波は定電流源と見なせるものとする。

(a)　高調波発生機器から発生する第5調波電流の受電点電圧に換算した電流[A]の値として、最も近いのは次のうちどれか。

（1）1.3　（2）6.6　（3）11.4　（4）32.8　（5）43.7 A

(b)　受電点から配電系統に流出する第5調波電流[A]の値として、最も近いのは次のうちどれか。

（1）1.2　（2）6.2　（3）10.8　（4）30.9　（5）41.2 A

答え(a)43.7×0.15≒6.6A ＝ (2)／(b)6.6×500/530≒6.2A ＝ (2)

答えは(a)6.6A・(b)6.2A

第5調波電流の発生と流出（%インピーダンスによる分流）

★%インピーダンスは基準容量に対する相対値なので、基準がそろっていればそのまま比を取れる。／★高調波発生機器は定電流源とみなす——電源側の状態によらず一定の電流を注入する。／★注入された電流はインピーダンスの逆比で配電線路側とコンデンサ設備側に分流する。

★「定電流源とみなす」——この仮定が計算を可能にしています。

平成18年度 B問題13が同一問題です。そちらは次数とインピーダンスの関係を扱いました。

この記事は、%Zと定電流源の意味を主軸にします。

★★「定電流源とみなす」とはどういうことか

	条文の言葉	ダミー語	違い
定電圧源	★★定電圧源	★定電流源	★★電圧が一定で電流は負荷次第／電流が一定で電圧は回路次第
普通の電源	★★普通の電源	★高調波発生機器のモデル	★★扱い方が違う

インバータは、電源電圧に関係なく決まったパターンで電流を断続させます——だから電流源に近い。

周囲のインピーダンスがどうであれ、注入する電流は一定——これが定電流源です。

この仮定があるから、注入電流を求めてから分流させられる——計算の前提です。

★(a)発生する第5調波電流

$$I_{\text{定格}} = \dfrac{S}{\sqrt{3}V} = \dfrac{500\times10^3}{\sqrt{3}\times 6600} \approx 43.7\,\mathrm{[A]}$$

負荷設備の定格電流
三相なので√3で割る

$$I_5 = 0.15 \times 43.7 \approx 6.6\,\mathrm{[A]}$$

第5調波電流（定格電流の15％）
(a)の答え

43.7Aは選択肢(5)に用意されています——15％を掛け忘れた誤答。

「受電点電圧に換算した電流」なので6600V基準です。

この6.6Aが定電流源として注入されるのです。

★★%インピーダンスとは何か

$$\%Z = \dfrac{Z I_{base}}{V_{base}} \times 100$$

定格電流を流したときの電圧降下の割合

$$\%Z \propto Z \times \dfrac{S_{base}}{V_{base}^2}$$

★基準容量に比例する
だから基準をそろえる必要がある

%Zは「基準容量を流したときにどれだけ電圧が下がるか」です。

基準が同じなら、%Zの比＝実際のインピーダンスの比——だからそのまま分流計算に使える。

本問はどちらも10MV·A基準——換算不要です。

★n＝5を代入する

$$\%Z_{\text{線路}} = j6 \times 5 = j30\,[\%]$$

配電線路側（誘導性なのでnに比例）

$$\%Z_{SC} = j50(6\times5 – \dfrac{100}{5}) = j50(30 – 20) = j500\,[\%]$$

コンデンサ設備側
★6nがリアクトル、100/nがコンデンサ

コンデンサ設備側が500％と非常に大きい——第5調波を通しにくい。

6％リアクトルにより、第5調波では誘導性になっているからです。

もしリアクトルがなければ、この値は負（容量性）で小さくなる——高調波を吸い込んでしまうのです。

★★(b)インピーダンスの逆比で分流

$$I_{\text{流出}} = I_5 \times \dfrac{Z_{SC}}{Z_{\text{線路}} + Z_{SC}}$$

★配電線路側に流れる分
相手側のインピーダンスが分子

$$I_{\text{流出}} = 6.6 \times \dfrac{500}{30 + 500} = 6.6 \times \dfrac{500}{530}$$

数値を代入

$$I_{\text{流出}} \approx 6.23 \approx 6.2\,\mathrm{[A]}$$

系統に流出する第5調波電流
(b)の答え

並列回路では、インピーダンスが小さいほうに多く流れます——だから相手側が分子。

線路側30％＜コンデンサ側500％なので、大半が線路側へ——6.6Aのうち6.2A。

コンデンサ側にはわずか0.4Aしか流れません。

★分流の式の向きを確かめる

経路	%Z	流れる電流	割合
★配電線路側	★★30％	★★6.2A	★★94％
★コンデンサ設備側	★★500％	★★0.4A	★★6％

インピーダンスが小さいほうに多く流れる——これで向きを検算できます。

逆にすると6.6×30/530＝0.37Aとなり、選択肢(1)1.2Aにも近くない——誤りに気づけます。

★★リアクトルは吸収装置ではない

	条文の言葉	ダミー語	違い
6％直列リアクトル	★★6％直列リアクトル	★高調波フィルタ	★★共振を防ぐ／高調波を吸収する
誘導性にして通しにくくする	★★誘導性にして通しにくくする	★共振させて吸い込む	★★目的が正反対

6％リアクトルは共振を防ぐためのものです——高調波を吸うためではない。

だから本問では6.6Aのうち6.2Aが系統へ流出——抑制効果はほぼないのです。

吸収したいなら専用のフィルタが必要——受動フィルタ・能動フィルタ。

高調波抑制対策ガイドライン

項目	内容
★対象	★★等価容量50kV·A超の高圧・特別高圧需要家
★上限	★★契約電力1kWあたりの流出電流の限度
★超過時	★★フィルタ等の対策が必要

本問の6.2Aが、この上限と比較される値です。

インバータ機器を増設するときは、この計算が要る——電気主任技術者の業務。

計算の手順をまとめる

手順	やること
★①	★★定格電流＝S/(√3V)
★②	★★×発生率＝注入される第n調波電流
★③	★★n＝5を代入して両側の%Zを求める
★④	★★相手側の%Zを分子にして分流させる

%Zは基準が同じなら比をそのまま使える——だから計算が簡単です。

⏱️ 本番での進め方
① 高調波発生機器は定電流源とみなす。
② %Zは基準が同じならそのまま比を取れる。
③ 分流は相手側の%Zが分子——小さいほうに多く流れる。
④ 6％リアクトルは共振防止であって吸収ではない。

💡 覚え方
高調波の分流計算＝①負荷の定格電流I＝S/(√3V) ②×発生率＝注入される第n調波電流（定電流源とみなす）③n＝5を代入して配電線路側とコンデンサ設備側の%Zを求める ④相手側の%Zを分子にして分流させる（インピーダンスが小さいほうに多く流れる）。

⚠️ よくある間違い
分流の式の分子・分母を逆にしない——相手側のインピーダンスが分子。6％リアクトルは高調波を吸収しない——共振防止が目的。

まとめ

定格電流	500e3/(√3×6600)≒43.7 A
(a)第5調波発生	0.15×43.7≒6.6 A →(2)
Z系統(n=5)	j6×5＝j30%
Zコンデンサ(n=5)	j50(30−20)＝j500%
(b)流出	6.56×500/530≒6.2 A →(2)
答え	(a)-(2)，(b)-(2)