B問題
下期
電験三種 電力 2022年度 下期 問17(b)
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図のように配電用変圧器二次側の単相3線式低圧配電線路に負荷A及び負荷Bが接続されている場合について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし,変圧器は,励磁電流,内部電圧降下及び内部損失などを無視できる理想変圧器で,一次電圧は6600V,二次電圧は110/220Vで一定であるものとする。また,低圧配電線路及び中性線の電線1線当たりの抵抗は0.06Ω,負荷A及び負荷Bは純抵抗負荷とし,これら以外のインピーダンスは考慮しないものとする。 (b) 低圧配電線路の中性線が点Fで断線した場合に負荷Aにかかる電圧の値[V]として,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
正解と解説
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正解 4
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まず健全時の値から各負荷の抵抗を求めます。図より負荷Aの端子電圧は 110−0.06×120−0.06×60=106.4V なので Ra=106.4/120≒0.887Ω、負荷Bの端子電圧は 110−0.06×180+0.06×60=95.6V なので Rb=95.6/180≒0.531Ωです。点Fで中性線が断線すると負荷AとBは220Vに直列接続となり、回路の全抵抗は 0.06+0.887+0.531+0.06≒1.538Ω、電流は220/1.538≒143Aとなります。よって負荷Aの電圧は 143×0.887≒127V まで上昇します(抵抗の小さい負荷B側は逆に電圧が下がる)。これが単相3線式で中性線が断線したときに軽負荷側へ過大電圧がかかる現象であり、中性線に過電流遮断器を設けてはならない理由でもあります。