みなさん、こんにちは。このブログ、電気学習ノートも１３本目の記事になりました。第二種電気工事士試験の全範囲の解説を進めておりますが、解説の分かりやすさを追求する中で、時間がかかってしまっているのが現状です。しかしながら、読んでいただければ、多くの方が腹落ちする記事を目指し、頑張っておりますので、長い目でお付き合いいただきたいと思います。
また、この記事は電気の勉強をはじめる初心者の方にも分かりやすく、ためになる内容となるよう努力しておりますので、学生さんやキャリアアップを目指す社会人の方にも読んでいただきたいと思っております。どうぞよろしくお願いします。
それでは今回の講義をはじめていきます。前回、単相２線式、単相３線式の「電線による電圧降下と電力損失」について解説しました。今回は三相３線式について、解説していきたいと思います。前回の内容と同じく、今回の内容も試験問題としても、また実務においても重要な内容となっています。できるだけ、分かりやすく解説していきますので、一緒に学んでいきましょう。
三相３線式の電圧降下
まずは、図13-1のような回路で考えてみます。
この図の中の記号は次のとおりとします。
電源電圧：Vs [V] 負荷電圧：Vr [V] 電線１本当たりの抵抗：r [Ω] 負荷電流：I [A]
また、負荷は抵抗負荷（力率１）とします。
さて、ここで電圧降下を考えてみるわけですが、このままではちょっと分かりづらいです。電源電圧と負荷電圧が線間電圧だからです。そこで、まずは電源と負荷を図13-2のように書き換えてみます。
図13-2は図13-1の電源と三相抵抗負荷をY結線で表した等価回路です。電源電圧Vsと負荷電圧Vrの間の電圧降下を考える上で、一相分の回路で考えたいと思います。図13-2のように電源電圧の相電圧をEs、負荷電圧の相電圧をErとします。三相負荷回路から一相分を取り出すと、図13-3のようになります。
※こここで、電源・負荷とも各相の電圧の大きさが等しく、位相が120°ずつずれていて、負荷の各相の抵抗も等しい状態を「平衡三相」といいます。図13-2は平衡三相なので、O–O′間の電位差は0[V]で電流は流れません。したがって、図13-3のような一相分の回路で考えることができます。
この図から、電圧降下eを考えると次の式が成り立ちます。
さらに、相電圧は線間電圧を√3で割った値なので、次の式が成り立ちます。
よって、（式13-1）は次のように書き換えられます。
よって、線間の電圧降下は次のように書き換えられます。
となります。
三相３線式の電力損失
次に三相３線式の電力損失を考えてみます。図13-1の回路で１線当たりの電力損失はI2・rです。３線分の場合はこの３倍になります。電力損失をPlとすると次の式のようになります。
まとめ
今回は三相３線式の電圧降下と電力損失について解説しました。電圧降下の考え方は少し複雑で難しいかもしれません。その場合、“三相３線式の電圧降下”の部分は、（式13-2）だけ暗記してもらえれば大丈夫です。
また電力損失については意味をよく理解したうえで、数式を覚えるようにしてください。
今回の解説は以上になります。それではまたお会いしましょう。
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