電験3種の勉強で苦戦？計算問題の解法と効率的な解答方法とは？
- 電験3種の勉強をしている方が計算問題で苦戦している場合、適切な過程と解答方法を知ることが重要です。
- ある工場に単相 300KVA、鉄損 2KW、全負荷時の銅損8KWの変圧器があり、負荷に電気を供給しています。
- 変圧器の効率は96%であり、進相コンデンサを設置することで負荷の力率を100%にすることができます。また、進相コンデンサの容量は180Kvarであり、この設置により変圧器の銅損は2.88KW減少します。
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電験3種の質問【1】
電験3種の勉強をしているのですが、計算問題で苦戦して困っています。 もし良ければ過程を教えて頂けないでしょうか？宜しくお願いします。 [問題] ある工場に単相 300KVA、鉄損 2KW、全負荷時の銅損8KWの変圧器がある。 この変圧器から、単相 300KVA、カ率 80%(遅れ) の負荷に電気を供給している。 (1)このとき、変圧器の効率(%)はいくらか。 (2)変庄器から電気を供給している負荷の力率を 100%にするため、添付画像のように 進相コンデンサを設置する。進相コンデンサの容量は、いくら必要か。 (3) (2)での進相コンデンサを設置すると、変圧器の銅損はいくら減少するか。 [解答] (1) 96% (2) 180Kvar (3) 2.88KW
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- 電気・電子工学
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(1)変圧器の出力（容量）をPｋVA、力率をcosθ、鉄損をPiｋW、全負荷時銅損をPcｋWとすると 効率ηは η＝出力/(出力＋鉄損＋全負荷時銅損）×100＝Pcosθ/(Pcosθ＋Pi＋Pc）×100 ＝300×0.8/(300×0.8＋2＋８）×100＝96％ (2)P=300kVA,cos=0.8の時の無効電力Qkvarは Q=P×sinθ＝300×√（１－cos^2θ）＝300√（1－0.8^2） 300×√0.36＝180ｋvar したがって、同容量の進相コンデンサを設置する。 (3)銅損は負荷電流の二乗に比例する。 力率80％の時の負荷電流をIAとすると、力率100％の時の負荷電流はI×cosθ＝0.8Iとなるので 銅損は（0.8I)^2＝0.64I^2 すなわち当初の64％、8×0.64＝5.12ｋW になる。 したがって、減少する銅損は 8－5.12＝2.88ｋW となります。
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fuefuki-douji様 大変丁寧に説明して頂きありがとうございました！よく分かりました。