電験三種 R5年度下期 電力 問17 問題と解説

　問 題　　　　　

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とおり負荷が接続されており、末端の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)の問に答えよ。

ただし、図示していないインピーダンスは無視するとともに、線路のインピーダンスは抵抗であり、負荷の力率は1、太陽光発電設備は発電出力電流(交流側)15A、力率1で一定とする。

(a)　図中の回路の空白箇所(ア)～(ウ)に流れる電流の値[A]の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

• (ア)　(イ)　(ウ)

1.   5　　0　　15
2.   5　　5　　  0
3. 15　　0　　15
4. 20　　5　　  0
5. 20　　5　　15

(b)　図中AB間の端子電圧V_ABの値[V]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

1. 104.0
2. 104.5
3. 105.0
4. 105.5
5. 106.0

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

(a)

(ア)は、上図の点Dの位置で考えると、右側から流れる15[A]と左側から流れる(ア)[A]が合わさって下側への20[A]となっているので、差し引きで(ア)は5[A]であることがわかります。

(イ)は、上図の点Eの位置で考えると、上側から20[A]が流れてきて、それが左側の(イ)[A]と下側の15[A]に分岐します。よって、差し引きで(イ)には5[A]の電流が流れます。ちなみに、右側の点Bのところは回路がつながっていないので、ここに電流は流れません。

(ウ)は、上図の点Fの位置で考えると、上側から15[A]が流れてきて、それが左側の(ウ)[A]と右側の15[A]に分岐します。よって、差し引きで(ウ)は0[A]となり、電流が流れないことがわかります。

以上から、

• ア：5
• イ：5
• ウ：0

となるので、正解は(2)です。

(b)

上記において、最終的に求めたいのは点Aと点Bの電圧差V_AB[V]ですが、最初の段階でわかっているのは、点Gと点Hの電圧差が105[V]ということです。

点Gを105[V]、点Hを0[V]としておくと、オームの法則を使うと、

• 点D：105－5×0.1＝104.5 [V]
• 点E：0＋5×0.1＝0.5 [V]

となり、さらに、

• 点A：104.5＋15×0.1＝106 [V]
• 点B：点Eと同じなので、0.5 [V]

となります。点Bと点Eの間には電流が流れていない(回路になっていない)ため、この2点の電圧差はありません。

以上より、点Aと点Bの電圧差V_AB[V]は、

V_AB＝106－0.5＝105.5 [V]

と計算できます。

よって、正解は(4)です。