第三種電気主任技術者・2022年度 下期・電力

2022年度 下期 電力 問17(a)

図のように配電用変圧器二次側の単相3線式低圧配電線路に負荷A及び負荷Bが接続されている場合について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、変圧器は、励磁電流,内部電圧降下及び内部損失などを無視できる理想変圧器で、一次電圧は6600V, 二次電圧は110/220Vで一定であるものとする。また、低圧配電線路及び中性線の電線1線当たりの抵抗は0.06Ω\Omega, 負荷A及び負荷Bは純抵抗負荷とし、これら以外のインピーダンスは考慮しないものとする。

変圧器の電流を測定したところ、一次電流が5A,二次電流 Ia:IbI_{a} : I_{b} の比が2:3であった。二次側低圧配電線路及び中性線における損失の合計値[kW] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2022年度 下期 電力 問17(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 下期 電力 問17(a)

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正答:(3)

要点

正解は(3)。単相3線式の理想変圧器では一次・二次の皮相電力が等しく、Ia:Ib=2:3I_a:I_b=2:3 から各線電流を出します。中性線電流を含めて線路損失を合計します。

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理想変圧器なので一次・二次の皮相電力が等しく、
V1I1=V22Ia+V22Ib V_{1}I_{1}=\dfrac{V_{2}}{2}I_{\mathrm{a}}+\dfrac{V_{2}}{2}I_{\mathrm{b}}
比が Ia:Ib=2:3I_{\mathrm{a}}:I_{\mathrm{b}}=2:3 なので Ib=32IaI_{\mathrm{b}}=\dfrac{3}{2}I_{\mathrm{a}}。よって
6600×5=110(Ia+32Ia)=110×52Ia 6600\times 5=110\left(I_{\mathrm{a}}+\dfrac{3}{2}I_{\mathrm{a}}\right)=110\times \dfrac{5}{2}I_{\mathrm{a}}
から Ia=120 A, Ib=180 AI_{\mathrm{a}}=120\ \mathrm{A},\ I_{\mathrm{b}}=180\ \mathrm{A}。
中性線電流は In=Ib−Ia=60 AI_{\mathrm{n}}=I_{\mathrm{b}}-I_{\mathrm{a}}=60\ \mathrm{A}。
線路損失合計は
Pl=R(Ia2+Ib2+In2)=0.06(1202+1802+602)=3024 W≈3.02 kW P_{\mathrm{l}}=R\left(I_{\mathrm{a}}^{2}+I_{\mathrm{b}}^{2}+I_{\mathrm{n}}^{2}\right) =0.06(120^{2}+180^{2}+60^{2})=3024\ \mathrm{W}\approx 3.02\ \mathrm{kW}

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