図のような単相3線式配電線路がある。系統の中間点に図のとおり負荷が接続されており、末端のAC間に太陽光発電設備が逆変換装置を介して接続されている。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、図示していないインピーダンスは無視するとともに、線路のインピーダンスは抵抗であり、負荷の力率は1、太陽光発電設備は発電出力電流(交流側)15A, 力率1で一定とする。
図中の回路の空白箇所 (ア)～(ウ) に流れる電流の値 [A] の組合せとして、正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(2)。単相3線式の特徴と、不平衡時にどこへ影響が出るかを整理して判断する問題です。 単相3線式の利点と不平衡時の挙動を押さえたうえで、バランサなどの装置がどこに効くかを区別することが要点です。
詳細解説
この問題では、単相3線式の利点と不平衡時の挙動を押さえ、バランサなどの装置がどこに効くかを区別することがポイントです。
太陽光発電設備は末端AC間に接続され、15Aを出力（逆潮流）している。
これは、上側電線（A相）へ15Aを送り出し、下側電線（C相）から15Aを引き戻す形となる（またはその逆だが、通常は電源として振る舞うため、ソース側へ電流を送る方向）。
点A（上側負荷点）におけるキルヒホッフの電流則:
電源からの電流 \(I_{\text{ア}}\) + 太陽光からの電流(15A) = 負荷電流(20A)
\(I_{\text{ア}} + 15 = 20 \implies I_{\text{ア}} = 5 \, [A]\)
点B（中性点）:
上側負荷から流入(20A) = 下側負荷へ流出(15A) + 中性線電流 \(I_{\text{イ}}\)
\(20 = 15 + I_{\text{イ}} \implies I_{\text{イ}} = 5 \, [A]\)（電源側へ流れる）
点C（下側負荷点）:
下側負荷から流入(15A) = 太陽光へ戻る(15A) + 電源側へ戻る \(I_{\text{ウ}}\)
\(15 = 15 + I_{\text{ウ}} \implies I_{\text{ウ}} = 0 \, [A]\)
よって、(ア)=5、(イ)=5、(ウ)=0。
