第三種電気主任技術者・2022年度 上期・電力

2022年度 上期 電力 問8

受電端電圧が 20kV の三相3線式の送電線路において、受電端での電力が 2000kW、力率が0.9 (遅れ)である場合、この送電線路での抵抗による全電力損失の値 [kW]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、送電線1線当たりの抵抗値は 9Ω\Omega とし、線路のインダクタンスは無視するものとする。

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 上期 電力 問8

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正答:(5)

要点

正解は(5)。まず P=3VIcos⁡θP=\sqrt{3}VI\cos\theta で線路電流を求め、三相分の損失を 3I2R3I^2R で計算します。WとkWの桁を取り違えないことが決め手です。

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線路電流 II [A] を求めます。
P=3VrIcos⁡θ P = \sqrt{3} V_r I \cos \theta
2000×103=3×(20×103)×I×0.9 2000 \times 10^3 = \sqrt{3} \times (20 \times 10^3) \times I \times 0.9
I=20003×20×0.9=10093 A I = \dfrac{2000}{\sqrt{3} \times 20 \times 0.9} = \dfrac{100}{9\sqrt{3}} \, \mathrm{A}

3相分の全電力損失 PLP_L [kW] は 3I2R 3 I^2 R で求められます。
PL=3×(10093)2×9 P_L = 3 \times \left( \dfrac{100}{9\sqrt{3}} \right)^2 \times 9
PL=3×1000081×3×9 P_L = 3 \times \dfrac{10000}{81 \times 3} \times 9
PL=100009≈1111W P_L = \dfrac{10000}{9} \approx 1111 \mathrm{W}
計算桁の確認:
I≈64.15 I \approx 64.15 A
PL=3×64.152×9=27×4115.2≈111,110 P_L = 3 \times 64.15^2 \times 9 = 27 \times 4115.2 \approx 111,110 W ≈111\approx 111 kW

よって、111 kW が最も近いです。

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