第三種電気主任技術者・2020年度・電力

2020年度 電力 問16(b)

こう長 25km25 \mathrm{km} の三相3線式2回線送電線路に、受電端電圧が 22kV22 \mathrm{kV}、遅れ力率 0.90.9 の三相平衡負荷 5000kW5000 \mathrm{kW} が接続されている。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、送電線は2回線運用しており、与えられた条件以外は無視するものとする。

送電損失を三相平衡負荷に対し 5%5 \% 以下にするための送電線1線の最小断面積の値 [mm2][\mathrm{mm}^2] 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、使用電線は、断面積 1mm21 \mathrm{mm}^2、長さ 1m1 \mathrm{m} 当たりの抵抗を 135Ω\dfrac{1}{35} \Omega とする。

出典:第三種電気主任技術者 2020年度 電力 問16(b)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。送電損失は全体の5%以下、2回線三相なので損失は6I²Rで評価します。抵抗 R=ρL/A を代入し、必要断面積を満たす選択肢を選びます。

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正解は(4)です。
送電損失 PLP_L は全体の 5%5 \% 以下であるため、
PL≦5000×103×0.05=250×103 W P_L \leqq 5000 \times 10^3 \times 0.05 = 250 \times 10^3 \, \mathrm{W}
2回線(計6線)の損失は、1線の抵抗を RR とすると PL=6I2RP_L = 6 I^2 R となります。
抵抗 RR は、断面積 A[mm2]A [\mathrm{mm}^2]、長さ L=25000mL = 25000 \mathrm{m} を用いて、
R=135×25000A=50007A Ω R = \dfrac{1}{35} \times \dfrac{25000}{A} = \dfrac{5000}{7A} \, \Omega
これを損失の式に代入して、
6×(72.9)2×50007A≦250000 6 \times (72.9)^2 \times \dfrac{5000}{7A} \leqq 250000
6×5314.41×50007A≦250000 \dfrac{6 \times 5314.41 \times 5000}{7A} \leqq 250000
31886.460.7A≦500 \dfrac{31886.46}{0.7 A} \leqq 500 (両辺を500で割る等の簡略化後)
計算等の整理を行うと:
A≧6×(72.9)2×50007×250000=6×5314.417×50≈91.1 mm2 A \geqq \dfrac{6 \times (72.9)^2 \times 5000}{7 \times 250000} = \dfrac{6 \times 5314.41}{7 \times 50} \approx 91.1 \, \mathrm{mm}^2
最も近い値は 92 です。
以上より、選択肢(4)が正解です。

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