2021年電気設備及び機器 問8(3)配電線路損失と単相2線、3線の比較

線路損失 過去問解説

アガルート

(3) 図1~3に示すように、負荷の接続状況や供給方式が異なる低圧配電系統1~3がある。いずれの変圧器も損失のない理想変圧器で、配電線路の単位長さ当たりの線路抵抗は1線当たり\(0.1\Omega/km\)であり、線路抵抗及び負荷以外のインピーダンスは無視する。また、負荷の有効電力及び力率は一定である。

 

 

 

1) 図1は単相2線式の低圧配電系統である。変圧器からこう長\(60m\)の配電線末端に、\(40kW\)(遅れ力率 0.95)の負荷が接続されている。

配電線末端の電圧が\(100V\)一定であるとした場合、変圧器2次側から配電線末端までの電圧
降下は\(\fbox{A}[V]\)である。

2) 図2は単相2線式の低圧配電系統である。変圧器からこう長\(30m\)の配電線中間に、\(20kW\)(遅れ力率 0.95)の負荷\(A\)、こう長\(60m\)の配電線末端に\(20kW\)(遅れ力率 0.95)の負荷\(B\)が接続されている。

配電線末端の電圧が\(100V\)一定であるとした場合、変圧器からこう長\(30m\)の箇所に接続された負荷\(A\)にかかる電圧\(V\)は\(\fbox{B}[V]\)、負荷\(A\)に流れる電流の大きさ\(I\),は\(\fbox{C}[A]\)となる。また、配電線路全体で発生する線路損失は\(\fbox{D}[kW]\)である。負荷\(A\)、負荷\(B\)にかかる電圧の位相差は無視でき、変圧器に流れる電流の大きさ\(I\)は負荷\(A\)、負荷\(B\)に流れる電流のスカラー和\((I = I_1+I_2)\)で表せるものとする。

3) 図3は単相3線式の低圧配電系統である。変圧器からこう長\(60m\)の配電線末端において、線路\(L_1-N\) 間に\(20kW\)(遅れ力率 0.95)の負荷 C、線路\(L_2-N\)間に\(20kW\)(遅れ力率 0.95)の負荷\(D\)が接続されている。負荷\(C\)及び負荷\(D\)の電圧がそれぞれ\(100V\)一定であるとした場合、図1の低圧配電系統1と比較すると、低圧配電系統3の配電線路にて発生する線路損失は、低圧配電系統1の線路損失の\(\fbox{E}\)[%]となる。

 

 

 

 

 

 

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