令和7年度第三種電気主任技術者上期試験　法規科目 問121 解説 問12(a) 問12

負荷設備の定格容量から定格電流を算出し、その15%を求めることで、第5調波電流の発生源における電流値が6.6Aと決まります。

三相負荷の定格電流と高調波電流の発生

三相負荷設備において、線間電圧を $V_L$ [V]、定格容量を $P_n$ [V・A] とすると、定格電流 $I_n$ [A] は以下の式で表されます。 $I_n = \frac{P_n}{\sqrt{3} \times V_L}$

この負荷設備から発生する高調波電流は、この定格電流を基準とした割合として与えられます。高調波発生機器は定電流源と見なせるため、受電点電圧に換算した高調波電流は、発生する高調波の次数や配電線路のインピーダンスの影響を受けることなく、単に定格電流に対する指定の百分率を掛けることで決定されます。

受電点への換算電流の算出

第5調波電流の受電点電圧への換算値は、以下の手順で求められます。

1. 負荷設備の定格電流 $I_n$ を算出します。 与えられた値 $P_n = 500 \times 10^3$ [V・A]、 $V_L = 6600$ [V] を用いると、 $I_n = \frac{500 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 6600} \approx 43.74$ [A] となります。

2. 発生する第5調波電流 $I_5$ を算出します。 問題文の条件より、第5調波電流は定格電流の15%であるため、 $I_5 = 43.74 \times 0.15 \approx 6.56$ [A] となります。

この結果、最も近い値である6.6Aが導かれます。高調波発生源としての電流の大きさと、系統のインピーダンスを構成する成分の数値を見比べてみると、第5調波が流れる経路のインピーダンス変化が電流の分流に与える影響が浮かび上がってきます。

参考リンク

• 電験三種「機械」高調波障害と対策の計算問題
• 【電験三種】高調波電流の分流計算をPythonでシミュレーションしてみた
• 高調波の定義と電気設備への影響（JIS C 61000-3-2）