三相3線式1回線無負荷送電線の送電端に線間電圧 \(66.0 \text{ [kV]}\) を加えると、受電端の線間電圧は \(72.0 \text{ [kV]}\)、1線当たりの送電端電流は \(30.0 \text{ [A]}\) であった。
この送電線が、線路アドミタンス \(B \text{ [mS]}\) と線路リアクタンス \(X [\Omega]\) を用いて、図(\(\pi\)型等価回路)に示す等価回路で表現できるとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
線路アドミタンス \(B \text{ [mS]}\) の値として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(5)。無負荷時の\(\pi\)型等価回路計算です。受電端開放なので、電流は受電端側の並列アドミタンス \(jB/2\) にも流れますが、そこから先(負荷)には流れません。相電圧で考えます。
詳細解説
無負荷時の\(\pi\)型等価回路計算です。受電端開放なので、電流は受電端側の並列アドミタンス \(jB/2\) にも流れますが、そこから先(負荷)には流れません。
相電圧で考えます。\(E_s = 66/\sqrt{3} \text{ [kV]}\), \(E_r = 72/\sqrt{3} \text{ [kV]}\)。
送電端電流 \(I_s\) は、送電端側の並列容量への電流 \(I_{c1}\) と、線路リアクタンスへ流れる電流 \(I_{line}\) の和です。
\(I_{line}\) は受電端側の並列容量へ流れる電流 \(I_{c2}\) と等しくなります(無負荷のため)。
\(I_s = I_{c1} + I_{c2} = j\dfrac{B}{2} E_s + j\dfrac{B}{2} E_r = j\dfrac{B}{2} (E_s + E_r)\)
大きさは \(I_s = \dfrac{B}{2} (E_s + E_r)\)
\(30 = \dfrac{B}{2} \times \dfrac{(66 + 72) \times 10^3}{\sqrt{3}}\)
\(60 = B \times \dfrac{138 \times 10^3}{\sqrt{3}}\)
\(B = \dfrac{60\sqrt{3}}{138000} \approx 0.753 \times 10^{-3} \text{ [S]} = 0.753 \text{ [mS]}\)