1級電気工事施工管理技士の過去問
令和元年度(2019年)
午前 イ 問6

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問題

1級 電気工事施工管理技術検定試験 令和元年度(2019年) 午前 イ 問6 (訂正依頼・報告はこちら)

図は、同期発電機において電機子巻線抵抗を無視したときの、負荷電流I、誘導起電力E、出力電圧Vの関係を示したベクトル図である。この図に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
問題文の画像
  • ∠δは、負荷角(内部相差角)を表している。
  • ベクトルVxは、同期リアクタンス降下を表している。
  • 負荷電流Iの位相が遅れるほど、出力電圧Vの大きさは、誘導起電力Eより大きくなる。
  • 発電機が負荷に電力を送っている場合、誘導起電力Eの位相は、出力電圧Vより進んでいる。

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は【3】です。

同期発電機のベクトルを考えていくと、
まず基準点0より出力電圧0°として考え
負荷は一般的に遅れ力率として作用するので、
負荷電流は出力電圧に対して遅れ力率角(θ)として考え
リアクタンスは電流に対して90°進みます。
出力電圧端(a点とする)からリアクタンスが作用した点
(b点とする)
このb点と基準点0を結んだ線が誘導起電力となります。

【3】
負荷電流の位相が遅れる(力率角θが大きくなる)ほど、
誘導起電力は出力電圧より大きくなります。
負荷電流が進み力率角にならないと、
出力電圧は誘導起電力より大きくなりません。
よって不適当です。

【1】
出力電圧と誘導起電力との∠δを負荷角(内部相差角)
といいます。

【2】
負荷電流に対し90°進みとして作用しリアクタンスを表しています。

【4】
負荷に電力を送っている場合、一般的には、
負荷電流は遅れとなるので、ベクトル図で表すように
誘導起電力は出力電圧より進みとして作用します。

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02

正解は、3 です。

図に示されているように、負荷電流Iから誘導起電力Eに向けて直角に結んだ線上に出力電圧Vがあります。

よって負荷電流の位相が遅れるほど、出力電圧は誘起起電力より小さくなります。

他の、1・2・4 はいずれも正しく述べています。

参考になった数8

03

同期発電機の負荷電流I、誘導起電力E、出力電圧Vの関係を示したベクトル図に関する問題です。

なお、I、V、Vxは ベクトル表記ができないため、ベクトル表記を外しています。

ベクトルとして見て下さい。

選択肢1. ∠δは、負荷角(内部相差角)を表している。

∠δは、負荷角(内部相差角)で、端子電圧 V とE の位相差です。

選択肢2. ベクトルVxは、同期リアクタンス降下を表している。

Vx = xs I で表され、 xs は同期リアクタンスと言い、電機子巻線抵抗と電機子反作用リアクタンスの和です。電機子巻線抵抗は無視しているため、Vx は、同期リアクタンス降下を表します。

選択肢3. 負荷電流Iの位相が遅れるほど、出力電圧Vの大きさは、誘導起電力Eより大きくなる。

×

負荷電流の位相が遅れると、図の φ ( V と I の角度)が大きくなるため、Vの大きさはEよりさらに小さくなります。(ベクトル図で表せばすぐに分かります。)

「Eより大きくなる」は誤りです。

選択肢4. 発電機が負荷に電力を送っている場合、誘導起電力Eの位相は、出力電圧Vより進んでいる。

同期発電機の出力 P は、次式で表されます。

P= (3 V E /xs )×sinδ

δ は E と V の位相差で、負荷に電力を送る場合は、 δ が正の値であることから、E の位相は V にの位相より進んでいることになります。

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