令和6年度上期
問題6
- 図のような単相3線式配電線路において、負荷抵抗は10Ω一定である。スイッチAを閉じ、スイッチBを開いているとき、図中の電圧Vは100Vであった。この状態からスイッチBを閉じた場合、電圧Vはどのように変化するか。
- イ.約2V下がる。
- ロ.約2V上がる。
- ハ.変化しない。
- ニ.約1V上がる。
ただし、電源電圧は一定で、電線1線当たりの抵抗r[Ω]は3線とも等しいものとする。
【解説】
まず、スイッチAのみを閉じたときの回路は以下のようになります。
電源電圧が104VでVが100Vになっているので4V電圧降下していることになります。
電線の抵抗はrΩが2本あるので1本当たり2Ωであることが分かります。
この場合は中性線には電流が流れないので電圧降下もありません。
したがって一番上の電線の分のみの電圧降下が行いますので
104V-2V=102V
になります。
問題では100Vからどのように変化したということなので
ロの約2V上がる。
になります。
になります。
【答え・ロ】
問題7
- 図のように三相電源から、三相負荷(定格電圧200V、定格消費電力20kW、遅れ力率0.8)に電気を供給している配電線路がある。配電線路の電力損失を最小とするために必要なコンデンサの容量[kvar]の値は。
- イ.10
- ロ.15
- ハ.20
- ニ.25
ただし、電源電圧及び負荷インピーダンスは一定とし、配電線路の抵抗は1線当たり0.1Ωで、配電線路のリアクタンスは無視できるものとする。
【解説】
この問題は
配電線路の電力損失を最小とするために必要なコンデンサの容量[kvar]
ということはつまり力率が100%の時になります。
つまり力率が100%のときは
コンデンサの容量[kvar]=無効電力
になるので結果的に無効電力を求めてやればよいことになります。
まず遅れ力率が0.8とあるので
cosΘ=0.8ということになります。
つまり
ピタゴラスの定理を利用すると以下の関係になります。
今回は定格消費電力20kWです。
これが有効電力Pになります。
比例式の式は以下のようになります。>br /> P:Q=20:Q=8:6
20x6=8Q
120=8Q
Q=15kvar
になります。
【答え・ロ】
問題8
- 設備容量400kW、需要率50%の需要家において、1ヶ月(30日間)の消費電力量が90MW・hであった。この1ヶ月の負荷率[%]は。
- イ.52.5
- ロ.60.0
- ハ.62.5
- ニ.65.0
【解説】
この問題は需要率と負荷率の公式を覚えておく必要があります。
需要率=最大需要電力/設備容量
負荷率=平均需要電力/最大需要電力
になります。
つまり
負荷率を求めるには平均需要電力と最大需要電力を求めないといけないことになります。
問題より
設備容量と需要率が分かっているので最大需要電力が求めることができます。
0.5=最大需要電力/400kW
になり
最大需要電力=200kW
になります。
平均需要電力=月間消費電力÷1ヶ月(30日間)÷24時間
で求めることができます。
平均需要電力=90MW・h÷30÷24=0.125MW=125kW
になります。
したがって
負荷率=125/200=0.625=62.5%
になります。
【答え・ハ】
問題9
- 図のように取り付け角度が30°となるように支線を施設する場合、支線の許容張力をTS=24.8kNとし、支線の安全率を2とすると、電線の水平張力Tの最大値[kN]は。
- イ.3.1
- ロ.6.2
- ハ.10.7
- ニ.24.8
【解説】
まず支線の安全率が2で支線の許容張力をTS=24.8kN
なので
24.8kN÷2=12.4kN
今回は取り付け角度が30°なので以下のような関係が成立します。
12.4kNが2になるので底辺にはその半分の6.2kNの力が加わります。
したがってTにも同じ6.2kNが加わることになります。
【答え・ロ】
問題10
- 三相誘導電動機の結線①を②、③のように変更した時、①の回転方向に対して、②、③の回転方向の記述として、正しいものは。
- イ.③は①と逆に回転をし、②は①と同じ回転をする。
- ロ.②は①と逆に回転をし、③は①と同じ回転をする。
- ハ.②、③とも①と逆に回転をする。
- ニ.②、③とも①と同じ回転をする。
【解説】
この問題は次のことを覚えておく必要があります。
①三相のうち二相入れ替えた場合は逆回転します。
②三相のうち三相とも入れ替えたら同回転します。
つまり
①では
U-R
V-S
W-T
②では
U-S
V-R
W-T
③では
U-T
V-S
W-S
となっています。
②は①にたいしてW-Tは一緒です。あとの2相が入れ替わっていますので。
逆回転です。
③は①に対して三相とも入れ替わっています。
したがって同回転になります。
答えはロです。
【答え・ロ】
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