電験１種過去問【2020年電力管理 問3】

解答

公式標準解答

(1) 受電端母線の電圧と受電端有効電力の間の関係(P–V カーブ)の概形を図 1 に示す。カーブの頂点(ノーズ)より電圧が高い側を電圧高め解，低い側を電圧低め解と呼ぶ。

(2)負荷消費電力P_Lは次式で表される。

(3)
P_L–V 特性
　負荷消費電力と受電端電圧は，上述の P–V カーブと P_L–V 特性を表すカーブの交点として定まる。このため，図2に示すように，負荷が比較的小さく( R が比較的大きく)，動作点が電圧高め解にあたる場合には，タップ比 n を増加すると負荷消費電力は増大する。抵抗負荷であるため，これは負荷端電圧 V_L が上昇することを表している。
　しかし，図中に示すように，負荷が大きい( R が小さい)場合に，タップ比 n が大きくなると，動作点は電圧低め解となることがある。電圧低め解では，タップ比 n を増大すると受電端電圧とともに負荷消費電力が減少するが，これは負荷端電圧 V_L が低下することに対応する。これが変圧器タップの逆動作現象である。

P_L–V_L特性
　負荷消費電力と負荷端電圧は， P–V_L カーブと P_L–V_L 特性を表すカーブの交点として定まる。ここにタップ比 n を変化させた場合，図3のように，P–V_Lカーブは負荷端電圧がタップ比 n に応じて電圧方向に拡大・縮小した形状を呈する。
　負荷が比較的小さい ( R が比較的大きい)場合には，動作点が電圧高め解にあり，タップ比 n を増加すると負荷端電圧 V_Lと負荷消費電力 P_L はともに増大する。
　しかし，負荷が大きい ( R が小さい)場合には，動作点は電圧低め解となることがある。この場合，図中に示すように，タップ比 n を増大すると，負荷端電圧 V_L と負荷消費電力 P_L はともに減少する。これが変圧器タップの逆動作現象である。

解説

　P-Vカーブと変圧器の逆タップ動作現象に関する問題です。内容的には教科書通りであり、簡単な部類です。ミスなく書ききりたいところです。