2019.01.14電験3種の電力で出題される送配電線路の線路損失と電圧降下について、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。電力を送る場合、受電端まで達せず途中でむだに失われる電力を線路損失といいます。線路損失には、抵抗損、コロナ損、漏れ電流損などがあります。($P_{L}$:Lossの”$L$”)この損失は熱エネルギーとなり、電線温度を上昇させる原因になります。そのため、送電線路では電圧を高くし、電流を小さくして送電するほど低損失で安定に送電できます。$電線2本分の電力損失になります。$平衡負荷の場合、中性線に電流が流れませんので電線2本分の電力損失になります。負荷電力$P=P_1+P_2$$P_1=Vr_1(I_a-I_c)cosθ_1$$P_2=Vr_2(I_b-I_c)cosθ_2$$I_c$は流れる向きによって、符号が変わります。I_a^2r+I_b^2r+I_c^2r$不平衡負荷の場合、中性線に電流が流れるので電線3本分の電力損失になります。したとき、等価回路と電圧降下のベクトル図は次のようになります。近似値は次の式で求めることができます。次の式で求めることができます。$Vs≒Vr+I(rcosθ+xsinθ)$電圧降下の定義式$V_L=Vs-Vr$電圧降下の近似式$V_L≒I(rcosθ+xsinθ)$平衡負荷の場合、中性線には電流が流れません。図のように単相2線式の回路が2つあるものと考え、各種法則や定理を用いて導きます。発生する電圧降下(絶対値)の受電電圧(絶対値)に対する割合を電圧降下率といいます。送電端電圧を$Vs$、受電端電圧を$Vr$、電圧降下を$V_L$とすると、次の式で求めることができます。よって異なる値となります。$R$[Ω]は次の式で求めることができます。[kV・A]を使います。定格容量と電圧、電流の関係を次の式で表すことができます。V_2I_2$であるため、次の関係式も成り立ちます。上記の関係より、次の式が成り立ちます。ある場合の二次側線路損失[kW]の値として、正しいのは次のうちどれか。0.1[Ω]、各負荷は無誘導負荷とし、その他の定数は無視するものとする。電流が流れることになります。$[W]答え(4)2000年(平成12年)問1一つの送電線路において、同一負荷に対して電力を供給する場合、送電電圧を2倍にすると、送電線路の抵抗損はもとの電圧のときに比べて何倍になるか。その倍率として、正しいものは次のうちどれか。$P_{L1}=I^2r$電圧を2倍にすると、電流は半分になります。}$答え(5)2000年(平成12年)問10単相100[V]の集中負荷に電力を供給するとき、100[V]単相2線式、100/200[V]単相3線式、100[V]三相3線式で供給する場合、三相3線式の線路抵抗損を1としたときの各供給方式の線路抵抗損の比として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。電線の材料・太さは全て同一とする。$cosθ_1$(遅れ)の負荷に電力を供給している三相3線式高圧配電線路がある。$cosθ_2$(遅れ)に変わったが、線路損失の変化はなかった。値を示す式として、正しいのは次のうちどれか。負荷の端子電圧は変わらないものとする。変化はなかったので、線路電流は同じになります。cosθ_2}\end{eqnarray}$答え(1)2005年(平成17年)問9受電端電圧が20[kV]の三相3線式の送電線路において、受電端での電力が2000[kW]、力率が0.9(遅れ)である場合、この送電線路での抵抗による全電力損失[kW]の値として、最も近いのは次のうちどれか。送電線1線当たりの抵抗値は8[Ω]とし、線路のインダクタンスは無視するものとする。}≒98800\end{eqnarray}[W]$答え(3)2006年(平成18年)問16三相3線式1回線の専用配電線がある。変電所の送り出し電圧が6600[V]、端末にある負荷の端子電圧が6450[V]、力率が遅れの70[%]であるとき、次の(a)及び(b)に答えよ。電線1線当たりの抵抗は0.45[Ω/km]、リアクタンスは0.35[Ω/km]、電線こう長は5[km]とする。(a)この負荷に供給される電力W1[kW]の値として、最も近いのは次のうちどれか。(5)260(b)負荷が遅れ力率80[%]、W2[kW]に変化したが線路損失は変わらなかった。W2[kW]の値として、最も近いのは次のうちどれか。}×6450×30.7×0.7\\&=&240×10^3[W]\end{eqnarray}$(b)線路損失が変わらないので、電流の大きさは同じになります。}×6448×30.7×0.8\\&=&274×10^3[W]\end{eqnarray}$答え(a)-(4)、(b)-(2)2007年(平成19年)問10三相3線式交流送電線があり、電線1線当たりの抵抗がR[Ω]、受電端の線間電圧がVr[V]である。いま、受電端から力率cosθの負荷に三相電力P[W]を供給しているものとする。この送電線での3線の電力損失をPLとすると、PL/Pを表す式として、正しいのは次のうちどれか。線路のインダクタンス、静電容量及びコンダクタンスは無視できるものとする。$答え(1)2008年(平成20年)問17図のような三相高圧配電線路A-Bがある。B点の負荷に電力を供給するとき、次の(a)及び(b)に答えよ。[A]、力率100[%]で一定とする。B点における線間電圧[V]の値として、最も近いのは次のうちどれか。次のうちから選ぶとすれば、最小のものはどれか。電線は各相とも同じ断面積とする。}≦0.866$$S≧94.47$[mm2]答え(a)-(2)、(b)-(3)2009年(平成21年)問10こう長2[km]の交流三相3線式の高圧配電線路があり、その端末に受電電圧6500[V]、遅れ力率80[%]で消費電力400[kW]の三相負荷が接続されている。いま、この三相負荷を力率100[%]で消費電力400[kW]のものに切り替えたうえで,受電電圧を6500[V]に保つ。高圧配電線路での電圧降下は、三相負荷を切り替える前と比べて何倍になるか、最も近いのは次のうちどれか。高圧配電線路の1線当たりの線路定数は、抵抗が0.3[Ω/km]、誘導性リアクタンスが0.4[Ω/km]とする。送電端電圧と受電端電圧との相差角は小さいものとする。線式配電線があり、この末端に300[kW]の需要家がある。6600[V]に保つとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。1[Ω/km]、リアクタンスは1.5[Ω/km]とし、昇圧器のインピーダンスは無視するものとする。(a)末端の需要家が力率1の場合、受電端電圧を6600[V]に保つとき、昇圧器の二次側の電圧V2[V]の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。(5)7055(b)末端の需要家が遅れ力率0.8の場合、受電端電圧を6600[V]に保つとき、送電端の電圧VS[V]の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。20[km]の三相3線式2回線の送電線路がある。5[%]以下にするための電線の最小断面積[mm2]の値として、計算値が最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。1/35[Ω]とし、その他の条件は無視する。}≦13.37$$S≧42.74$[mm2]答え(4)2014年(平成26年)問7こう長2kmの三相3線式配電線路が、遅れ力率85%の平衡三相負荷に電力を供給している。負荷の端子電圧を6.6kVに保ったまま、線路の電圧降下率が5.0%を超えないようにするための負荷電力の最大値[kW]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。1km1線当たりの抵抗は0.45Ω、リアクタンスは0.25Ωとし、その他の条件は無いものとする。本問では送電端電圧と受電端電圧との相差角が小さいとして得られる近似式を用いて解答すること。}×6600×185×0.85≒180×10^4$[W]答え(2)2016年(平成28年)問9図のように、こう長5kmの三相3線式1回線の送電線路がある。して、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。1km当たりの電線1線の抵抗は0.182Ω、リアクタンスは0.355Ωとし、その他の条件はないものとする。本問では、送電端線間電圧と受電端線間電圧との位相角は小さいとして得られる近似式を用いて解答すること。}×22000×67.58×0.85=2189×10^3$答え(3)2017年(平成29年)問11回路図のような単相2線式及び三相4線式のそれぞれの低圧配電方式で、抵抗負荷に送電したところ送電電力が等しかった。近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。三相4線式の結線はY結線で、電源は三相対称、負荷は三相平衡であり、それぞれの低圧配電方式の1線当たりの線路抵抗r、回路図に示す電圧Vは等しいものとする。線路インダクタンスは無視できるものとする。電験3種の理論で出題される直流回路の分配の法則とブリッジ回路について、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。電験3種の法規で出題される電気工事士法について、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。電験3種の理論で出題される正弦波交流の波形について、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。電験3種の電力で出題される直流送電について、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。電験3種の法規で出題される電気用品安全法について、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。電験三種の機械で出題される直流電動機の始動と速度制御について、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。電験三種の試験で、実際に出題された過去問も解説しています。コメントをキャンセルメールアドレスが公開されることはありません。date*日本語が含まれない投稿は無視されますのでご注意ください。(2019/4/21時点)。