各配電方式の電圧降下と電力損失【電気工事士向け】

本記事では、各配電方式の電圧降下および電力損失の式について記述する。

電圧降下と電力損失

電気回路において、受電端電圧が送電端電圧より低下することを電圧降下という。電圧降下は負荷電流と電線抵抗の積によって求められる。

また、電力損失は負荷電流の2乗と電線抵抗の積によって求められる。

これらの値が大きいほど電圧降下および電力損失は大きくなる。

各配電方式における式

単相2線式

図1に示す単相2線式の配電線に電流$I[\mathrm{A}]$が流れているとき、電圧降下$v$および電力損失$p$の式は次のようになる。

$$\begin{cases}
v=2rI[\mathrm{V}]\\\\
p=2rI^2[\mathrm{W}]\end{cases}$$

図1　単相2線式

ただし、$r$は電線1条当たりの抵抗を示す。

単相3線式

図2に示す単相3線式の配電線に電流$I[\mathrm{A}]$が流れており、かつ平衡負荷で中性線の電流がゼロの場合、電圧降下$v$および電力損失$p$の式は次のようになる。

$$\begin{cases}
v=rI[\mathrm{V}]\\\\
p=2rI^2[\mathrm{W}]\end{cases}$$

図2　単相3線式

ただし、$r$は電線1条当たりの抵抗を示す。

三相3線式

図3に示す三相3線式の配電線に電流$I[\mathrm{A}]$が流れているとき、電圧降下$v$および電力損失$p$の式は次のようになる。

$$\begin{cases}
v=\sqrt{3}rI[\mathrm{V}]\\\\
p=3rI^2[\mathrm{W}]\end{cases}$$

図3　三相3線式

ただし、$r$は電線1条当たりの抵抗を示す。

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