第三種電気主任技術者・2015年度・電力

2015年度 電力 問16(a)

図は、三相3線式変電設備を単線図で表したものである。
現在、この変電設備は、a点から3800kV・A, 遅れ力率0.9の負荷Aと、b点から 2000 kW, 遅れ力率 0.85の負荷Bに電力を供給している。b点の線間電圧の測定値が22000Vであるとき、次の (a) 及び (b) の問に答えよ。
なお、f点とa点の間は400m, a点とb点の間は800mで、電線1条当たりの抵抗とリアクタンスは1km 当たり 0.24Ω0.24 \Omega と 0.18Ω0.18 \Omega とする。また、負荷は平衡三相負荷とする。

負荷Aと負荷Bで消費される無効電力の合計値 [kvar] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

2015年度 電力 問16(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2015年度 電力 問16(a)

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正答:(2)

要点

正解は(2)。負荷 A の無効電力は QA=3800×1−0.92≈1656.4 [kvar]Q_A = 3800 \times \sqrt{1-0.9^2} \approx 1656.4 \, [\text{kvar}] である。負荷 B は tan⁡θB=1−0.8520.85≈0.6197\tan\theta_B = \dfrac{\sqrt{1-0.85^2}}{0.85} \approx 0.6197 より QB=2000×0.6197≈1239.5 [kvar]Q_B = 2000 \times 0.6197 \approx 1239.5 \, [\text{kvar}]。合計は約 2896 [kvar]2896 \, [\text{kvar}] で、最も近いのは 2900 kvar である。

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正解は(2)です。
無効電力の合計
・負荷A: 3800 kVA3800 \, \text{kVA}, cos⁡θA=0.9\cos\theta_A = 0.9
sin⁡θA=1−0.92≈0.4359\sin\theta_A = \sqrt{1 - 0.9^2} \approx 0.4359
QA=3800×0.4359=1656.4 kvarQ_A = 3800 \times 0.4359 = 1656.4 \, \text{kvar}
・負荷B: PB=2000 kWP_B = 2000 \, \text{kW}, cos⁡θB=0.85\cos\theta_B = 0.85
tan⁡θB=1−0.8520.85=0.52680.85≈0.6197\tan\theta_B = \dfrac{\sqrt{1-0.85^2}}{0.85} = \dfrac{0.5268}{0.85} \approx 0.6197
QB=PB×tan⁡θB=2000×0.6197=1239.5 kvarQ_B = P_B \times \tan\theta_B = 2000 \times 0.6197 = 1239.5 \, \text{kvar}
・合計: Qtotal=1656.4+1239.5≈2896 kvarQ_{total} = 1656.4 + 1239.5 \approx 2896 \, \text{kvar}
最も近いのは 2900 です。
以上より、選択肢(2)が正解です。

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