第一種電気工事士 過去問
令和5年度（2023年） 午前
問19 (一般問題 問19)

一般的に、高調波のうち電力系統に大きな影響を与えるのは、第5次（250Hz/300Hz）、第7次（350Hz/420Hz）などの比較的低い周波数成分です。特に三相系統では、整流器やインバータなどの電力変換装置からこれらの高調波が発生しやすくなります。この記述は正しいです。
この選択肢は不正解です。

インバータは、直流を交流に変換する際にパルス幅変調（PWM）などの制御を行いますが、その過程で高調波を発生させます。実際、インバータは主要な高調波発生源の一つとされており、この記述は誤りです。
この選択肢は正解です。

高圧進相コンデンサは、高調波による共振を防ぐために直列リアクトル（リアクタ）を設置するのが一般的です。これにより、高調波成分を抑制し、電力系統の安定性を向上させることができます。この記述は正しいです。
この選択肢は不正解です。

高調波が電動機に与える影響として、コア損失の増大、鉄損や銅損の増加による異常発熱、絶縁劣化などが挙げられます。高調波が大きくなると、電動機の寿命が短くなる可能性もあります。この記述は正しいです。
この選択肢は不正解です。

この記述は正しいです。これは、周波数の高い高調波は、もともと発生しにくいことと、もし発生しても伝搬の過程で減衰してしまうためです。

この記述は誤りです。インバータは直流を交流に変換するものです。入力が交流の場合は、まずこれを直流に変換します。インバータはその処理の過程でパルス信号を発生し、この信号には多くの高周波が含まれるため、高調波の発生源になりやすいです。

この記述は正しいです。進相コンデンサは電流の位相を遅らせて負荷の力率を改善するものですが、電源側のインダクタンスと共振回路を構成して、高調波を増大させる欠点があります。直列リアクトルは、高調波に対して、進相コンデンサの容量性リアクタンスを打ち消すように働くので、これを防ぐことができます。

この記述は正しいです。電動機に対しては、高調波の大部分は損失となり、熱エネルギーに変換されます。

誤：電力系統の電圧、電流に含まれる高調波は比較的周波数が低い成分でできています。

特に第5次、第７次は危険視されています。

正：インバータは、増幅器の一種であり、直流電力を交流電力に変換するものです。

そのため、高調波が出やすくなります。

誤：真相コンデンサや変圧器が過負荷状態になり発熱して破損する危険性があります。

そのために高調波抑制のために直列リアクタンスでLCフィルタを形成して対応します。

誤：高調波は、電動機を過熱させる危険性があります。

本来の周波数の何倍ものエネルギーが干渉することになります。

そのことで過剰分が熱として発散されます。