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令和4年午前過去問題解説

問題6

図のように、単相2線式の配電線路で、抵抗負荷A、B、Cにそれぞれ負荷電流10A、5A、5Aが流れている。電源電圧が210Vであるとき、抵抗負荷Cの両端の電圧VCは。
ただし、電線1線当たりの抵抗は0.1Ωとし、線路リアクタンスは無視する。



• イ.201
• ロ.203
• ハ.205
• ニ.208

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【解説】

この問題は電源電圧が210Vです。
それから左側の回路から順に電圧降下を求めていき最終的には
210V-電圧降下=抵抗負荷Cの両端の電圧V_C
になります。

まず上の抵抗0.1には20A,10A,5Aの電流が流れていますので電圧降下は
それぞれ
20A x 0.1Ω=2V
10A x 0.1Ω=1V 5A x 0.1Ω=0.5V
で合計3.5Vの電圧降下があります。
そこで下の回路にも同じ電圧降下が発生していますので
2倍してやらなければなりませんので
3.5 x 2=7V
電圧降下しています。
したがって
210-7=203V
になります。

【答え・ロ】

問題7

図のような単相3線式電路(電源電圧210/105V)において、抵抗負荷A50Ω、B25Ω、C20Ωを使用中に、図中のX印点Pで中性線が断線した。断線後の抵抗負荷Aに加わる電圧[V]は。
ただし、どの配線用遮断器も動作しなかったとする。



• イ.0
• ロ.60
• ハ.140
• ニ.210

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【解説】

今回の回路を書き換えると以下のようになります。

断線後の抵抗負荷Aに加わる電圧[V]を求めないといけないので
比率計算で求めていきます。
つまり
抵抗負荷A50Ωと抵抗負荷B25Ωなので抵抗負荷Aの比率は以下のように計算できます。
50 ÷ (50 + 25) =0.6666
になります。
それに電源電圧の210を掛けると抵抗負荷Aの電圧になります。
0.666 x 210 =約140V
になります。
因みに抵抗負荷Bの両端の電圧を求める場合は
25 ÷　(50 + 25)=0.3333
となり
0.3333 x 210 = 約70V
になり
140 + 70 = 210V
になり電源電圧になります。

【答え・ハ】

問題8

設備容量が400kWの需要家において、ある1日(0～24時)の需要率が60%で、負荷率が50%であった。
この需要家のこの日の最大需要電力PM[W]の値と、この日一日の需要電力量W[kW・h]の値の組み合わせとして、正しいものは。
• イ.P_M=120
  W=5760
• ロ.P_M=200
  W=5760
• ハ.P_M=240
  W=4800
• ニ.P_M=240
  W=2880

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【解説】

この問題は電験三種を受験されたかたならなんとなく分かると思いますが
この問題を解くには需要率と負荷率の公式が必要になります。

• 需要率=(最大需要電力/設備容量) x 100%
• 負荷率=(平均需要電力/最大需要電力) x 100%
• 平均需要電力=(需要電力量/使用時間[kW]

まずは、最大需要電力を求めます。
需要率が分かっているので
需要率=(最大需要電力/設備容量) x 100%
で求めることができます。
0.6 = 最大需要電力/400kW
より
最大需要電力= 0.6 x 400000=240000W=240kW
になります。
次にこの日の需要電力量W[kw・h]を求めます。
負荷率=(平均需要電力/最大需要電力) x 100%
より
0.5 = 平均需要電力/240kW
平均需要電力=0.5 x 240000=120000=120kW
になり
求めるのは1日の電力量なので時間の単位を掛けてやらなければなりません。
120kW x 24時間=2880kW
になります。
答えは二です。

【答え・ニ】

問題9

図のような電路において、変圧器(6600/210V)の二次側の1線がB種接地工事されている。このB種接地工事の接地抵抗値が10Ω、負荷の金属製外箱のD種接地工事の接地抵抗値が40Ωであった。金属製外箱のA点で完全地絡を生じたとき、A点の対地電圧[[V]の値は。
ただし、金属製外箱、配線及び変圧器のインピーダンスは無視する。



• イ.32
• ロ.168
• ハ.210
• ニ.420

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【解説】

図の回路を書き換えると以下のようになります。

まずポイントはA点の対地電圧はEDの40Ωに発生する電圧です。
これは重要です。
次に子の電圧は210VをEBの10ΩとED40Ωに分圧されます。
したがって以下のようになります。
A点の対地電圧[[V]の値=210V x (40Ω　÷　10Ω + 40Ω)=210 x 0.8=168V
になります。

【答え・ロ】

問題10

かご形誘導電動機のインバータによる速度制御に関する記述として、正しいものは。
• イ.電動機の入力の周波数を変えることによって速度を制御する。
• ロ.電動機の入力の周波数を変えずに電圧を変えることによって速度を制御する。
• ハ.電動機の滑りを変えることによって速度を制御する。
• ニ.電動機の極数を切り換えることによって速度を制御する。

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【解説】

これは、かご形誘導電動機のインバータの特徴の問題で第二種電気工事士レベルの問題です。
答えはイです。
かご形誘導電動機のインバータの周波数を変えることによりモータの回転数を制御しています。

誘導電動機の回転数の公式もおなじみと思います。
Ns=120 x f /P

fが周波数でPは極数になります。

【答え・イ】

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