2019.01.14電験3種の電力で出題される配電理論について、初心者の方でも解りやすいように、基礎から解説しています。電験3種の試験で、実際に出題された過去問題も解説しています。小規模の低圧配電に使用されます。往復2線で単相電圧100や200[V]を供給する方式で、電灯および小形動力回路に採用されます。高低圧混触時に低圧側の対地電圧上昇を抑制するため、低圧側の1線を変圧器端子部分で直接接地(B種接地工事)します。大きくなるので、小規模の電灯、コンセント回路のほかには用いられません。中性点を直接接地(B種接地工事)して、両外線および中性線の3線を引き出し、外線~中性線間で単相100[V]、両外線間で単相200[V]を供給する電気方式です。長が長いか、線が細くて電気抵抗が比較的大きい場合には、負荷が不平衡であれば、負荷電圧が不平衡になる欠点があります。解釈第39条に、「多線式電路の中性線には過電流遮断器を施設してはならない」としています。バランサ単相3線式配電方式において、不平衡負荷による負荷電圧の不平衡を改善するために負荷端近くに設けられる一種の変圧器をバランサといいます。構造的には単3変圧器の一次巻線を除いた巻数比1:1の単巻変圧器と考えられます。負荷が不平衡であればバランサ巻線に負荷電圧を等しくするように電流が流れます。バランサの設置により、負荷電圧が平衡すると同時に配線損失が少なくなる利点もります。中性線には10[A]の電流が流れます。中性線に流れる電流がバランサ側に流れます。AB間の電圧及びBC間の電圧は、$100=0.1×20+V_{AB}$$V_{AB}=98$[V]$100=V_{BC}+0.1×20$$V_{BC}=98$[V]線路損失は$P_L=2×0.1×20^2=40[W]$三相3線式配電方式3線に対称三相交流電圧をかけて送電する電気方式です。低圧配電では比較的容量の大きい動力負荷にはこの方式で給電することが多いです。低圧三相3線式配電の公称電圧は200または415[V]であり、変圧器二次側の結線は△またはYあるいはV結線が採用されます。中性点または低圧側の1端子を直接接地(B種接地工事)します。一定であれば、原理的に、時間的に一定(すなわち脈動がない)であり、回転機(発電機、電動機など)にとって都合がよいことが、この方式が多く採用される理由です。中性点から1線(中性線)を引き出し、電圧線の3線と中性線との4線で送電する方式です。低圧三相4線式では、公称電圧240/415[V](負荷の定格電圧は230/400[V])とされており、単相負荷と三相負荷が混在する場合には適当な方式といえます。400V配電は、工場や大形ビルなどの動力負荷の大きい所に採用されています。三相3線式に比べ電流が小さくなり、配線が細くてすむので配線費を節約できます。この方式の分岐回路は、電灯用には230[V]で、動力用には三相400〔V〕で供給するのが普通です。一般の100〔V〕回路には230/100〔V〕または、400/100〔V〕の二巻線または単巻の降圧トランスを用いて給電します。低圧三相4線式配電には、異容量V結線(灯動共用4線式などともいう)という配電方式があります。この方式では100/200[V]の単相3線式の部分で単相負荷に給電し、200[V]三相3線式の部分で三相200[V]負荷に給電します。方の容量を大きくするので、「異容量」と呼ばれています。異容量V結線の電圧ベクトルと対地電圧の例a、b、c間の各線間電圧は200[V]ですが、単相3線式部分のn点は通常は接地します。a、b点の対地電圧は100[V]となります。}$[V]になります。相回転をa、b、cとした場合、ab間に単相負荷を接続する方式を「進み接続」といいます。遅れた方向になります。遅れた方向になります。なり、ベクトルを合成して求めることができます。相回転をa、b、cとした場合、bc間に単相負荷を接続する方式を「遅れ接続」といいます。遅れた方向になります。遅れた方向になります。なり、ベクトルを合成して求めることができます。電験3種-電力(送配電)過去問題1997年(平成9年)問12図のように三相3線式負荷を接続する配電系統がある。I[A]は、次のうちどれか。}×5714×I=200×10^3$$I≒20.2$[A]答え(2)1998年(平成10年)問9規模の大きいビルなどの屋内配線に400[V]配線方式の採用が増加しつつある。)などの照明負荷は中性線と電圧線との間に接続し、電灯・動力設備の共用、電圧格上げによる供給量の増加を図ったものである。)、コンセント回路などは変圧器を介し100[V]で供給する。上記の記述中の空白の(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に記入する記号又は字句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。規模の大きいビルなどの屋内配線に400[V]配線方式の採用が増加しつつある。)などの照明負荷は中性線と電圧線との間に接続し、電灯・動力設備の共用、電圧格上げによる供給量の増加を図ったものである。)、コンセント回路などは変圧器を介し100[V]で供給する。答え(1)2003年(平成15年)問13100/200[V]単相3線式配電方式に関する記述として、誤っているものは次のうちどれか。(1)中性線が断線すると、異常電圧を発生する。(2)負荷の分布によっては、負荷電圧が不平衡になることがある。(3)配電容量が等しい場合、100[V]単相2線式配電方式より電線の銅量が少なくてすむ。(4)バランサは、電源の近くに設ける方が効果的である。(5)単相200[V]負荷の使用が可能である。過去問解説バランサは各配線の電流のバランスを補償するために用いるもので、負荷端近くに設置します。40[A]の二つの負荷が接続されている。この配電線路にバランサを接続した場合について、次の(a)及び(b)に答えよ。負荷電流は一定とし、線路抵抗以外のインピーダンスは無視するものとする。(a)バランサに流れる電流[A]の値として、正しいのは次のうちどれか。(5)20(b)バランサを接続したことによる線路損失の減少量[W]の値として、正しいは次のうちどれか。過去問解説(a)バランサを接続したときの、電流の分布を図に示します。それぞれのバランサに流れる電流は10[A]になります。$[W]答え(a)-(3)、(b)-(4)2005年(平成17年)問7送配電方式として広く採用されている交流三相方式に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。瞬時電力は時間に無関係な一定値となり、単相交流の場合のように脈動しないという利点がある。(2)同一材料の電線を使用して、同じ線間電圧で同じ電力を同じ距離に、同じ損失で送電する場合に必要な電線の総重量は、三相3線式でも単相2線式と同等である。(3)電源側をY結線としたうえで、中性線を施設して三相4線式とすると、線間電圧と相電圧の両方を容易に取り出して利用できるようになる。(4)発電機では、同じ出力ならば、単相の場合に比べるとより小形に設計できて効率がよい。(5)回転磁界が容易に得られるため、動力源として三相誘導電動機の活用に便利である。方が電線銅重量が少なくなります。$P$(力率=1)に電力を供給している。これについて、次の(a)及び(b)に答えよ。相順はa、b、cとし、図示していないインピーダンスは無視するものとする。大きさと位相関係を示す図として、正しいのは次のうちどれか。(力率=1)がとりうる最大電力[kW]の値として、正しいのは次のうちどれか。π/6[rad]進んだベクトルになります。ベクトル図は(2)になります。[kW]答え(a)-(2)、(b)-(3)2007年(平成19年)問17図のような単相3線式配電線路がある。系統の中間点に図の通り負荷が接続されており、端末のAC間に太陽光発電設備が逆変換装置を介して接続されている。各部の電圧及び電流が図に示された値であるとき、次の(a)及び(b)に答えよ。(a)図中の回路の空白箇所(ア)、(イ)及び(ウ)に流れる電流[A]の値として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。値として、正しいのは次のうちどれか。過去問解説(a)キルヒホッフの第1法則を適用します。∴$I_{(ウ)}=0$(b)回路図を示します。外周にキルヒホッフの第2法則を適用します。$105=0.5-1.5+V_{AB}+0+0.5$[V]$V_{AB}=105.5$[V]答え(a)-(2)、(b)-(4)2009年(平成21年)問12配電で使われる変圧器に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。下図を参考にして答えよ。(1)柱上に設置される変圧器の容量は、50[kV・A]以下の比較的小型のものが多い。