第三種電気主任技術者（電験三種） 過去問
令和7年度（2025年）上期
問78 (法規 問12（b）)

この問題を解くためには、三相3線式の定格電流を求める式
「定格電流I=定格容量P[VA]/(√3×定格電圧V)」を用いて計算します。

まず、定格電流IはI＝500[kV・A]÷(√3×6.6[kV])≒500÷11.43≒43.7[A]となります。
第5調波電流は定格電流の15％と与えられているので、0.15×43.7≒6.56[A]となります。

次に、第5調波電流に対する配電線路側インピーダンスとコンデンサ設備インピーダンスを求めます。
n＝5のとき配電線路側インピーダンスZ1は、

Z1=j6×n=j6×5=j30[％]、
コンデンサ設備インピーダンスZ2は、

Z2=j50×(6×n-(100/n))=j50×(6×5-(100/5))=j500[％]
となります。

このとき配電系統へ流出する第5調波電流は、等価回路から 
I×Z2/(Z1+Z2)=6.56×500/(30+500)=6.2[A]となります。

問題に含まれる各数値から、次の手順で各値を求めます。

定格電流→第5調波電流→（受電側 ・直列リアクトル側それぞれの電流）

前問より、第5調波電流は、

In5 ≒ 6.561[A]

です。

受電側・リアクトル側それぞれに分流される電流を求めるにあたり、

まずそれぞれのインピーダンスを求めます。
 

受電側は、j6 × n  ただし (n = 5) より j 30となります。

リアクトル側は、j50 × (6×n - 100 / n) より、 j50×(6×5 - 100/5) = j500となります。

これらより、受電側に流れる電流は、

I受電側 = リアクトル側インピーダンス / (リアクトル側インピーダンス + 受電側インピーダンス) × 第5調波電流

より

I受電側 = j500 / (j500 + j30) × 6.561 ≒ 6.19 [A]

となります。

1．高調波電流源の第5調波電流

前問よりI₅​=6.56 Aです。

2．第5調波に対する配電系統側インピーダンス

配電系統側の第 n 調波インピーダンスは、

Z_s​=j6n [%]

です。

n=5 を代入すると、

Z_s​=j6×5=j30 [%]

となります。

3．第5調波に対するコンデンサ設備のインピーダンス

コンデンサ設備のインピーダンスは、

Z_c​=j50(6n−100/n​) [%]

です。

n=5 を代入すると、

Z_c​=j50(6×5−100/5​) =j50(30−20) =j500 [%]

となります。

配電系統側とコンデンサ設備側のインピーダンスは、

どちらも同じ10 MV・A基準で表されているため、

実際のオーム値へ換算せず、そのまま分流比を計算できます。

4．配電系統側へ流れる電流

高調波電流源の電流 I₅​ は、

・配電系統側

・直列リアクトル付きコンデンサ設備側

へ分流します。

配電系統側へ流れる電流を Is​ とすると、電流分配の式から、

I_s​=I₅​Z_c/(Z_s+Z_c)​​

となります。

ここで、分子には

電流を求める側とは反対側のインピーダンスが入ることに注意します。

数値を代入すると、

I_s​=6.56×j500/(j30+j500)​

j は約分できるので、

I_s​=6.56×500/530​ =6.56×0.9434 =6.19 A