電験三種 令和7年度(2025) 下期 電力 問16(a) 過去問解説

問16(a) 《配電(電圧降下と電力)》
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6 600 V,末端にある負荷の端子電圧が6 450 V,力率が遅れの70 %であるとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。 ただし,電線1線当たりの抵抗は0.5 Ω/km,リアクタンスは0.4 Ω/km,線路のこう長は5 kmとする。また,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。 (a) この負荷に供給される電力 $W_1$ の値[kW]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 369
  2. (2) 180
  3. (3) 123
  4. (4) 213
  5. (5) 240
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正解は(4)
使う公式
三相の電圧降下 $v = \sqrt{3}\,I(R\cos\theta + X\sin\theta)$(v:電圧降下[V]、I:電流[A]、R:1線の抵抗[Ω]、X:1線のリアクタンス[Ω]、$\cos\theta$:力率) 三相の電力 $W = \sqrt{3}\,VI\cos\theta$(W:電力[W]、V:負荷の端子電圧(線間)[V])
解説
【考え方】電圧降下の式から電流 I を求め、その I で電力を計算します。 ■1 数字を整理する 送り出し電圧 6 600 V、負荷の電圧 6 450 V 1線の抵抗 $R = 0.5 \times 5 = 2.5\,\Omega$ 1線のリアクタンス(コイルによる交流の流れにくさ) $X = 0.4 \times 5 = 2.0\,\Omega$ 力率 $\cos\theta = 0.7$ ■2 sin θ を求める $\sin\theta = \sqrt{1 - 0.7^2} = \sqrt{0.51} \fallingdotseq 0.714$ ■3 電圧降下 $v = 6600 - 6450 = 150\,\mathrm{V}$ ■4 電流を求める 先に、かっこの中を計算します。 $R\cos\theta = 2.5 \times 0.7 = 1.75$ $X\sin\theta = 2.0 \times 0.714 = 1.428$ $R\cos\theta + X\sin\theta = 1.75 + 1.428 = 3.178$ 電圧降下の式に入れます。 $150 = \sqrt{3} \times I \times 3.178$ $I = \dfrac{150}{1.732 \times 3.178}$ $= \dfrac{150}{5.504} \fallingdotseq 27.25\,\mathrm{A}$ ■5 電力を求める $W_1 = \sqrt{3} \times 6450 \times 27.25 \times 0.7$ $\fallingdotseq 213\,000\,\mathrm{W} = 213\,\mathrm{kW}$ 答えは(4)ピヨ。
出典:令和7年度(2025) 下期 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)電力 問16(a)