第三種電気主任技術者の過去問
令和5年度(2023年)下期
法規 問11(a)
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問題
第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)下期 法規 問11(a) (訂正依頼・報告はこちら)
図は、線間電圧V[V]、周波数f[Hz]の中性点非接地方式の三相3線式高圧配電線路及びある需要設備の高圧地絡保護システムを簡易に示した単線図である。高圧配電線路一相の全対地静電容量をC1[F]、需要設備一相の全対地静電容量をC2[F]とするとき、次の問に答えよ。
ただし、図示されていない負荷、線路定数及び配電用変電所の制限抵抗は無視するものとする。
図の配電線路において、遮断器が「入」の状態で地絡事故点に一線完全地絡事故が発生し地絡電流Ig[A]が流れた。
このときIgの大きさを表す式として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、間欠アークによる影響等は無視するものとし、この地絡事故によって遮断器は遮断しないものとする。
ただし、図示されていない負荷、線路定数及び配電用変電所の制限抵抗は無視するものとする。
図の配電線路において、遮断器が「入」の状態で地絡事故点に一線完全地絡事故が発生し地絡電流Ig[A]が流れた。
このときIgの大きさを表す式として、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ただし、間欠アークによる影響等は無視するものとし、この地絡事故によって遮断器は遮断しないものとする。
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この過去問の解説 (1件)
01
高圧配電線路と需要設備の中間点で地絡事故が発生した場合の地絡電流Ig[A]を求めていく問題となります。
等価回路を正しく描けるかがポイントとなります。
まず、高圧配電線路一相の全対地静電容量C1[F]、需要設備一相の全対地静電容量C2[F]、地絡事故点はいずれも大地に接地(アース)されているので3本の線が並列で接続されている状態といえます。その3本の線のうち、地絡事故点を開放し、対地静電容量C1[F]と対地静電容量C2の並列回路のみを考えていきます。(テブナンの定理)
対地静電容量をリアクタンスに変換するとそれぞれ次のようになります。
・Xc1=1/ωC1=1/2πfC1[Ω]
・Xc2=1/ωC2=1/2πfC2[Ω]
上記は1相分なので、3線で考えると次のようになります。
・3Xc1=1/2πf3C1[Ω]=1/6πfC1[Ω]
・3Xc2=1/2πf3C2[Ω]=1/6πfC2[Ω]
さらに、合成インピーダンスZを求めると次のようになります。
・Z=3Xc1+3Xc2=1/6πfC1+1/6πfC2=1/6πf(C1+C2)[Ω]
上記で求めたインピーダンスと地絡事故点を接続した上で地絡電流Ig[A]を求めます。ここでかかる電圧は相電圧となる為、E=V/√3[V]と考える事が出来ます。
・Ig=(V/√3)/(1/6πf(C1+C2))=6πf(C1+C2)V/√3=2√3Vπf(C1+C2)[A]
以上のようになります。
こちらが適切な解答となります。
等価回路の練習にもなる問題だと思います。苦手意識はあるかもしれませんが積極的にチャレンジしてください。
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