送電線のフェランチ現象に関する問である。三相3線式1回線送電線の一相が図の形等価回路で表され,送電線路のインピーダンス \(jX=j200 \Omega\),アドミタンス \(jB=j0.800 \text{ mS}\) とし,送電端の線間電圧が \(66.0\text{ kV}\) であり,受電端が無負荷のとき,次の(a)及び(b)の問に答えよ。
1線当たりの送電端電流の値[A]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(4)。送電端電流 \(I_s\) 送電端電流は、送電端側キャパシタンス電流 \(I_{c1}\) と線路電流 \(I_L (=I_{c2})\) の和です。数値(大きさ)を計算します。相電圧 \(E = V/\sqrt{3}\) です。
詳細解説
送電端電流 \(I_s\)
送電端電流は、送電端側キャパシタンス電流 \(I_{c1}\) と線路電流 \(I_L (=I_{c2})\) の和です。
\[ I_s = I_{c1} + I_{c2} = E_s (j\dfrac{B}{2}) + E_r (j\dfrac{B}{2}) = j\dfrac{B}{2} (E_s + E_r) \]
数値(大きさ)を計算します。相電圧 \(E = V/\sqrt{3}\) です。
\[ |I_s| = \dfrac{B}{2} (E_s + E_r) = \dfrac{0.8 \times 10^{-3}}{2} \dfrac{(66.0 + 71.74) \times 10^3}{\sqrt{3}} \]
\[ |I_s| = 0.4 \times 10^{-3} \times \dfrac{137.74 \times 10^3}{1.732} = 0.4 \times 79.52 \approx 31.8 \text{ A} \]
よって (4) が正解。