平成30年(2018年) 電験三種 電力 問16
問16は太陽光発電に関する問題です。
この回路の形は定番の問題です。
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問16
図のように，電圧線及び中性線の各部の抵抗が$0.2\Omega$の単相3線式低圧配電線路において，末端のAC間に太陽光発電設備が接続されている。各部の電圧及び電流が図に示された値であるとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし，負荷は定電流特性で力率は1，太陽光発電設備の出力(交流)は電流I[A]，力率1で一定とする。また，線路のインピーダンスは抵抗とし，図示していないインピーダンスは無視するものとする。
(a)太陽光発電設備を接続する前のAB間の端子電圧は$V_{AB}$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。
(1)96 (2)99 (3)100 (4)101 (5)104
(b)太陽光発電設備を接続したところ，AB間の端子電圧$V_{AB}$[V]が107Vとなった。このときの太陽光発電設備の出力電流(交流)Iの値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
(1)5 (2)15 (3)20 (4)25 (5)30
答え (a):(2), (b):(3)
(a)電圧降下を考えると
上側の閉回路の上側の0.2Ωには25Aが流れる。
中性線の0.2Ωには25-20=5Aの電流が流れる。
よって、電圧降下は
$105-0.2 \times 25-0.2 \times 5=99V$
(b)
左側の回路を考えると図のようになり、
変形すると太陽電池からの電流は$\dfrac{1}{21}I$流れる。
AB間の端子電圧$V_{AB}$[V]が107Vより、次のように計算ができます。
$3.96 \left( 25+\dfrac{1}{21}I \right)+0.2 \times I=107 $
$99+0.189 I+0.2 I=107 $
$0.389 I=8 $
$I=20.57 A$
平成19年の問題にほぼ同じ回路の問題が出題されています。
