問題文
図のように、単相の変圧器3台を一次側、二次側ともに結線し、三相対称電源とみなせる配電系統に接続した。変圧器の一次側の定格電圧は6600V、二次側の定格電圧は210Vである。二次側に三相平衡負荷を接続したときに、一次側の線電流 20A、二次側の線間電圧 200Vであった。負荷に供給されている電力 [kW]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし、負荷の力率は0.8とする。なお、変圧器は理想変圧器とみなすことができ、線路のインピーダンスは無視することができる。
(注:図は $\Delta$-$\Delta$ 結線を示している)
図はタップで拡大できます。
選択肢
変圧器は理想的であり損失を無視できるため、一次側への入力電力と二次側の負荷電力は等しくなります。
一次側の線電流 \(I_{1L} = 20 \ [A]\) です。
二次側の線間電圧(負荷電圧)が \(200 \ [V]\) となっています。変圧器の巻数比は \(6600:210\) です。理想変圧器の電圧比より、このときの一次側の線間電圧 \(V_{1L}\) は、
\(V_{1L} = 200 \times \dfrac{6600}{210} \approx 6285.7 \ [V]\)
(※あるいは、一次側電力を計算するにあたり、電圧・電流の関係を整理します。三相電力 \(P = \sqrt{3} V I \cos \theta\) です。)
負荷電力 \(P\) は一次側の値を用いて計算できます。
\[ P = \sqrt{3} V_{1L} I_{1L} \cos \theta \]
\[ P = \sqrt{3} \times 6286 \times 20 \times 0.8 \approx 174200 \ [W] = 174.2 \ [kW] \]
よって、174 kW が最も近いです。