第三種電気主任技術者・2020年度・電力

2020年度 電力 問17(a)

図のような系統構成の三相3線式配電線路があり、開閉器Sは開いた状態にある。各配電線のB点、C点、D点には図のとおり負荷が接続されており、各点の負荷電流はB点 40A40 \mathrm{A}、C点 30A30 \mathrm{A}、D点 60A60 \mathrm{A} 一定とし、各負荷の力率は 100%100 \% とする。
各区間のこう長は A-B間 1.5km1.5 \mathrm{km}、B-S(開閉器)間 1.0km1.0 \mathrm{km}、S(開閉器)-C間 0.5km0.5 \mathrm{km}、C-D間 1.5km1.5 \mathrm{km}、D-A間 2.0km2.0 \mathrm{km} である。
ただし、電線1線当たりの抵抗は 0.2Ω/km0.2 \Omega/\mathrm{km} とし、リアクタンスは無視するものとして、次の(a)及び(b)の問に答えよ。

電源A点から見たC点の電圧降下の値 [V][\mathrm{V}] 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、電圧は相間電圧とする。

2020年度 電力 問17(a)の問題図1

出典:第三種電気主任技術者 2020年度 電力 問17(a)

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正答:(4)

要点

正解は(4)。S開放時はC点がA-D-C経路で受電するため、A-Dに90A、D-Cに30Aが流れます。各区間の抵抗と電流を足し、√3倍して線間電圧降下を約77.9Vとします。

詳細解説を読む

開閉器Sが開いているとき、C点はA→D→Cの経路で受電します。
A-D間を流れる電流 IADI_{AD} はD点負荷(60A)とC点負荷(30A)の和で 90A90 \mathrm{A}。
D-C間を流れる電流 IDCI_{DC} はC点負荷のみで 30A30 \mathrm{A}。
抵抗は r=0.2Ω/kmr = 0.2 \Omega/\mathrm{km} より、
RAD=2.0×0.2=0.4ΩR_{AD} = 2.0 \times 0.2 = 0.4 \Omega
RDC=1.5×0.2=0.3ΩR_{DC} = 1.5 \times 0.2 = 0.3 \Omega
相間電圧降下 ΔV\Delta V は、
ΔV=3(IADRAD+IDCRDC)=3(90×0.4+30×0.3)=3(36+9)=453≈77.9 V \Delta V = \sqrt{3} (I_{AD} R_{AD} + I_{DC} R_{DC}) = \sqrt{3} (90 \times 0.4 + 30 \times 0.3) = \sqrt{3} (36 + 9) = 45\sqrt{3} \approx 77.9 \, \mathrm{V}

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