第三種電気主任技術者・2024年度 下期・電力

2024年度 下期 電力 問10

電圧6.6kV、周波数60Hz、こう長2kmの交流三相3線式地中電線路がある。ケーブルの心線1線当たりの静電容量を0.5 μF/km\mu \mathrm{F/km}とするとき、このケーブルの心線3線を充電するために必要な三相無負荷充電容量の値 [kV⋅A][\mathrm{kV \cdot A}] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2024年度 下期 電力 問10

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正答:(3)

要点

正解は(3)。地中ケーブルの静電容量から三相充電容量を求める問題で、こう長 2 km と 1 線あたり 0.5 μF/km\mu\mathrm{F/km} を全容量へ直してから Q=3ωCV2Q=3\omega CV^2 を使います。容量の合計を先に作るのが要点です。

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ケーブルの静電容量から、地中電線路の充電容量を計算する問題です。

三相充電容量 QQ [var][\mathrm{var}] は、線間電圧を VV、周波数を ff、全静電容量を CC とすると、次式で表されます。
Q=2πfCV2 Q = 2 \pi f C V^2
ここで、
f=60 [Hz]f = 60 \ [\mathrm{Hz}]
C=0.5 [μF/km]×2 [km]=1.0×10−6 [F]C = 0.5 \ [\mu \mathrm{F/km}] \times 2 \ [\mathrm{km}] = 1.0 \times 10^{-6} \ [\mathrm{F}]
V=6.6×103 [V]V = 6.6 \times 10^3 \ [\mathrm{V}]

Q=2π×60×(1.0×10−6)×(6.6×103)2≈377×10−6×43.56×106=377×43.56≈16422 [VA]≈16.4 [kVA] \begin{aligned} Q &= 2 \pi \times 60 \times (1.0 \times 10^{-6}) \times (6.6 \times 10^3)^2 \\ &\approx 377 \times 10^{-6} \times 43.56 \times 10^6 \\ &= 377 \times 43.56 \\ &\approx 16422 \ [\mathrm{VA}] \\ &\approx 16.4 \ [\mathrm{kVA}] \end{aligned}
したがって、(3)が正解です。

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