電験三種 平成29年度(2017) 電力 問17(a) 過去問解説

問17(a) 《配電(力率を100 %にするコンデンサ容量)》
特別高圧三相3線式専用1回線で,$6\,000\,\mathrm{kW}$(遅れ力率90 %)の負荷Aと $3\,000\,\mathrm{kW}$(遅れ力率95 %)の負荷Bに受電している需要家がある。 次の(a)及び(b)の問に答えよ。 (a) 需要家全体の合成力率を100 %にするために必要な力率改善用コンデンサの総容量の値[kvar]として,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
問17(a)の図
  1. (1) 1 430
  2. (2) 2 900
  3. (3) 3 550
  4. (4) 3 900
  5. (5) 4 360
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正解は(4)
使う公式
無効電力 $Q = P\tan\theta = P \times \dfrac{\sqrt{1 - \cos^2\theta}}{\cos\theta}$(Q:無効電力[kvar]、P:有効電力[kW]、cosθ:力率)
解説
【考え方】力率100 %は、無効電力(電気を行ったり来たりさせるだけの分)が0の状態です。負荷AとBの遅れの無効電力の合計と同じ量のコンデンサが必要です。 ■1 それぞれの無効電力 解説の図 力率から $\tan\theta$ を出し、有効電力にかけます。 A(6 000 kW、力率 0.9) $\tan\theta = \dfrac{\sqrt{1 - 0.9^2}}{0.9} \fallingdotseq 0.4843$ $Q_{\mathrm{A}} = 6\,000 \times 0.4843 \fallingdotseq 2\,906\,\mathrm{kvar}$ B(3 000 kW、力率 0.95) $\tan\theta = \dfrac{\sqrt{1 - 0.95^2}}{0.95} \fallingdotseq 0.3287$ $Q_{\mathrm{B}} = 3\,000 \times 0.3287 \fallingdotseq 986\,\mathrm{kvar}$ ■2 合計 2つを足した分のコンデンサで、ちょうど打ち消せます。 $Q_{\mathrm{C}} = 2\,906 + 986 \fallingdotseq 3\,890 \fallingdotseq 3\,900\,\mathrm{kvar}$ 答えは(4)ピヨ。
出典:平成29年度(2017) 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17(a)