【電験三種・理論】三相交流回路の有効電力・無効電力の数値変更問題を解いてみよう!

資格

今回は平成26年問16を参考にしました。

過去問と同じ解き方で解けるので、挑戦してみてください!

■ 問題

平衡三相交流電源に、抵抗 (R=3Ω) と誘導リアクタンス (X_L=4Ω) の負荷をY結線した。

電源の線間電圧は300Vである。

このとき、次の値を求めよ。

(1) 負荷の有効電力 (P)

(2) 負荷の無効電力 (Q)

ただし、負荷は平衡しているものとする。

解答を見る

正解:

(1) 10.8 kW、(2) 14.4 kvar

■ 解説

① 相電圧を求める

Y結線なので、線間電圧と相電圧の関係は、

V=Vₗ/√3

となります。

線間電圧は300Vなので、

V=300/√3
=100√3 V

となります。

② 1相分のインピーダンスを求める

抵抗R=3Ω、誘導リアクタンスXₗ=4Ωなので、

Z=√(R²+Xₗ²)

=√(3²+4²)
=5Ω

となります。

③ 相電流を求める

オームの法則より、

I=V/Z

なので、

I=100√3/5
=20√3 A

となります。

Y結線では、線電流と相電流は等しくなります。

④ 有効電力を求める

有効電力は、

P=3I²R

で求められます。

P=3×(20√3)²×3

=10,800 W

したがって、

P=10.8 kW

となります。

⑤ 無効電力を求める

無効電力は、

Q=3I²Xₗ

なので、

Q=3×(20√3)²×4

=14,400 var

したがって、

Q=14.4 kvar

となります。

■ まとめ

今回は、Y結線された三相交流回路の有効電力と無効電力を求める問題でした。

Y結線では、線間電圧と相電圧の関係が、

V=Vₗ/√3

となります。

また、1相分のインピーダンスは、

Z=√(R²+Xₗ²)

で求めることができます。

三相交流の問題では、まず線間電圧と相電圧の関係を確認してから計算すると、解きやすくなります。

タイトルとURLをコピーしました