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電験3種過去問【2017年電力 問11】

2025年6月2日

【配電】三相・単相配電での線路損失計算《計算問題》

 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。
 このときの三相 4 線式の線路損失は単相 2 線式の何 [%] となるか。最も近いものを次の (1) ~ (5) のうちから一つ選べ。
 ただし,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。また,線路インダクタンスは無視できるものとする。

\(\small{\begin{array}{cccc} (1)16.7&(2)33.3&(3)50.0&(4)57.8&(5)66.7\\ \end{array}}\)


「出典:平成29年度第三種電気主任技術者試験(電力)」

解答と解説はこちら

解答

(1)が正しい。

解説

 配電方式の違いによる、線路損失を比較する問題です。類題は非常に多いです。

 単相 2 線式配電線路に流れる電流を I [A] とすると,送電電力 P₂ [W] は,

\(P_2=VI[W]\)

このとき,単相 2 線式配電線路の線路損失は

\(P_{2r}=2\times I^2r[W]\)

また、三相 4 線式配電線路の 1 相から負荷へ流れる電流を i [A] とすると,送電電力 P₃ [W] は,

\(P_3=3\times Vi[W]\)

中性線には電流が流れないので,三相 4 線式配電線路の線路損失は

\(P_{3r}=3\times i^2r[W]\)

題意より, P₂= P₃ なので,

\(VI=3Vi\\ ∴I=3i\)

求める線路損失の割合は,

\(\frac{P_{3r}}{P_{2r}}\times100\\ \ \ =\frac{3i^2r}{2I^2r}\times100\\ \ \ =\frac{1}{6}\times100\\ \ \ =16.7[\%]\)

 求める損失の割合の値は,16.7[%]となる。

追加学習は配電の学習帳

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