令和7年度第三種電気主任技術者上期試験　電力科目 問110 解説 問11 問11

バランサは負荷の不平衡を補償する役割を持ち、中性線に流れる電流を抑制して負荷電圧の変動を抑えるため、電源側ではなく負荷の近くに設置することでその効果が発揮されます。

単相3線式配電方式とバランサの役割

単相3線式配電方式は、中性線を挟んで2組の100V回路を供給し、さらにその両端を利用することで200V負荷にも対応できる方式です。この方式において最も重要な性質は、中性線と各電圧線（火線）の間に接続される負荷が常に均等であるとは限らない点にあります。

負荷が不平衡な状態（左右の100V負荷の大きさが異なる状態）では、中性線に電流が流れ、配電線路のインピーダンスによる電圧降下によって左右の負荷電圧に差が生じます。この不平衡を解消するために用いられるのが「バランサ」です。バランサは単巻変圧器などで構成され、中性線側の電流を適切に分担・補償することで、各負荷にかかる電圧を定格に近い値に保つ役割を果たします。

設置場所に関する判断

この仕組みにおいて、バランサをどこに配置するべきかを以下のステップで判断します。

1. バランサの設置目的を特定する バランサは、負荷の不平衡によって生じる中性線電流や、それに伴う電圧不平衡を抑制することが目的です。電流による電圧降下は配電線路の抵抗やリアクタンスによって発生するため、補償機能はできるだけ負荷の近くで働くことが求められます。

2. 電源側設置の不整合を確認する もしバランサを電源の近くに設けてしまうと、電源から負荷までの長い電線路で発生する電圧不平衡に対して十分な補償ができなくなります。配電線路全体での電圧不平衡を抑制するためには、負荷の偏りが生じている場所に近いほど、電圧変動の影響を最小限に抑えることが可能です。

3. 誤りの理由を確定する 選択肢にある「電源の近くに設ける方が効果が大きい」という記述は、負荷変動に対する追従や電圧降下の補償というバランサ本来の目的と矛盾します。したがって、この記述が誤りであると判断します。

他の選択肢について確認すると、単相200V負荷が使用できる点、単相2線式と比較して少ない銅量で送電できる点、負荷不平衡による電圧の不平衡、中性線断線時に200V側の中間点が偏ることで100V負荷に異常電圧が発生する危険性などは、いずれも単相3線式配電方式の持つ基本的な特性として正しい内容です。

配電線路の途中で分岐する負荷の配置図を思い浮かべ、電流が中性線を通って帰っていく経路と、各点での電圧降下の大きさを重ねてみると、バランサが必要となる場所が見えてきます。

参考リンク

• 単相3線式の仕組みと特徴
• 単相3線式の中性線断線による異常電圧をシミュレーションする
• 電技解釈における単相3線式配電方式の施設