三相3線式配電線路から \(6600 \text{ V}\) で受電している三相負荷設備がある。この負荷設備から配電系統へ流出する第5調波電流を算出するにあたり、次の(a)及び(b)に答えよ。
ただし、負荷設備は定格容量 \(500 \text{ kV}\cdot\text{A}\) で、力率改善用として \(6 \text{ \%}\) 直列リアクトル付きコンデンサ設備が設置されており、この負荷設備から発生する第5調波電流は、負荷設備の定格電流に対し \(15 \text{ \%}\) とする。
また、受電点よりみた配電線路側の第 \(n\) 調波に対するインピーダンスは \(10 \text{ MV}\cdot\text{A}\) 基準で \(j6 \times n \text{ [\%]}\) ,コンデンサ設備のインピーダンスは \(10 \text{ MV}\cdot\text{A}\) 基準で
\[ j50 \times \left(6 \times n - \dfrac{100}{n}\right) \text{ [\%]} \]
で表され、発生高調波は定電流源と見なせるものとし、次のような等価回路で表すことができる。
高調波発生機器から発生する第5調波電流の受電点電圧に換算した電流 \(\text{[A]}\) の値として、最も近いのは次のうちどれか。
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要点
正解は(2)。まず負荷設備の定格電流を求め、その 15% を第5調波発生電流とみなす問題です。定格電流は約 43.7A なので、第5調波電流は約 6.6A となります。高調波流出電流の基準計算の出発点になる値です。
詳細解説
正解は(2)です。
この問題では、定格容量から定格電流を出し、その一定割合として第5調波発生電流を求めることがポイントです。まず発生源側の電流を基準値として確定しないと、後段の分流計算ができません。法規では、こうした流出高調波電流の評価で元になる発生電流の基準を正しく取ることが重要です。ここで 6.56A を確定できれば、小問 (b) の分流計算もそのままつながります。定格容量をそのまま百分率計算するのではなく、いったん電流へ直してから 15% を掛ける順序が大切です。
1. 負荷の定格電流 \(I_n\) の計算
\[ I_n = \dfrac{P}{\sqrt{3}V} = \dfrac{500 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 6600} \approx 43.74 \text{ A} \]
2. 第5調波発生電流 \(I_5\) の計算
定格電流の \(15 \text{ \%}\) なので、
\[ I_5 = 43.74 \times 0.15 = 6.561 \text{ A} \]
最も近い値は \(6.6 \text{ A}\) です。
以上より、選択肢(2)が正解です。