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2026年版・1-7

電力系統：電圧降下・電力損失・力率改善の一問一答

1級電気工事施工管理技士（第一次検定）「電気工学」から、電力系統：電圧降下・電力損失・力率改善に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

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問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験には五肢択一の問題も含まれますが、ここでは4択で出題しています。

問11-7

単相2線式の配電線路で、電線1線あたりの抵抗が0.1Ω、負荷電流が20A、負荷の力率が1のとき、線路の電圧降下として、正しいものはどれか。ただし、線路のリアクタンスは無視する。

  • ①2V
  • ②3.5V
  • ③4V
  • ④8V
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正解 ③4V
解説
単相2線式では、電流が往路と復路の2本の電線を通るため、電圧降下はe＝2×I×R＝2×20×0.1＝4Vとなります。力率が1でリアクタンスを無視するので、抵抗分だけを考えます。

他の選択肢について
・2V：1線分だけで計算した誤りです（20×0.1）。
・3.5V：三相3線式の係数√3を用いた誤りです（√3×20×0.1≒3.5V）。
・8V：線数を4本として計算した誤りです。

覚え方のポイント
電圧降下の係数は「単相2線式＝2」「三相3線式＝√3」「単相3線式（平衡時の外側線と中性線の間）＝1」。配電方式ごとの係数が頻出です。
問21-7

三相3線式の配電線路で、電線1線あたりの抵抗が0.2Ω、線電流が50A、負荷の力率が1のとき、線路の電圧降下（線間）として、最も近いものはどれか。ただし、線路のリアクタンスは無視する。

  • ①10V
  • ②20V
  • ③30V
  • ④17.3V
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正解 ④17.3V
解説
三相3線式の電圧降下（線間）は、e＝√3×I×（Rcosθ＋Xsinθ）で求めます。力率1（cosθ＝1、sinθ＝0）でリアクタンスを無視するので、e＝√3×50×0.2≒17.3Vとなります。

他の選択肢について
・10V：√3を掛け忘れ、1線分の電圧降下（50×0.2）を答えた値です。
・20V：単相2線式の係数2を用いた誤りです。
・30V：係数を3とした誤りです。

覚え方のポイント
「三相の電圧降下＝√3I（Rcosθ＋Xsinθ）」。力率が1より小さいときは、リアクタンス分の電圧降下も加わります。
問31-7

三相3線式の配電線路で、電線1線あたりの抵抗が0.1Ω、線電流が100Aのとき、線路全体の電力損失として、正しいものはどれか。

  • ①3kW
  • ②1kW
  • ③1.73kW
  • ④2kW
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正解 ①3kW
解説
電力損失は各電線で発生する抵抗損の合計です。三相3線式では3本の電線に同じ電流が流れるので、P＝3×I²×R＝3×100²×0.1＝3,000W＝3kWとなります。

他の選択肢について
・1kW：1線分の損失（100²×0.1）です。
・1.73kW：電圧降下の係数√3を損失の計算に使った誤りです。
・2kW：単相2線式の係数2を用いた誤りです。

覚え方のポイント
電力損失は「電線の本数×I²R」。電圧降下の係数（√3）と取り違えないようにします。電流が2倍になると損失は4倍です。
問41-7

有効電力80kW、力率0.8（遅れ）の負荷がある。力率を1.0に改善するために必要なコンデンサの容量として、正しいものはどれか。

  • ①20kvar
  • ②60kvar
  • ③40kvar
  • ④80kvar
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正解 ②60kvar
解説
力率0.8のとき、皮相電力はS＝P／cosθ＝80／0.8＝100kV・A、無効電力はQ＝√（100²−80²）＝60kvarです。力率を1.0にするには、この遅れ無効電力60kvarをすべて打ち消す必要があるので、進相コンデンサの容量は60kvarとなります。

他の選択肢について
・20kvar：皮相電力と有効電力の差（100−80）を答えた誤りです。
・40kvar：無効電力の一部だけを打ち消した値で、力率は1になりません。
・80kvar：有効電力の値をそのまま答えた誤りです。

覚え方のポイント
「コンデンサ容量＝改善前の無効電力−改善後の無効電力」。力率1にするなら無効電力をすべて打ち消します。
問51-7

有効電力120kW、力率0.6（遅れ）の負荷の力率を0.8（遅れ）に改善するために必要なコンデンサの容量として、正しいものはどれか。

  • ①50kvar
  • ②90kvar
  • ③70kvar
  • ④160kvar
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正解 ③70kvar
解説
改善前：皮相電力は120／0.6＝200kV・A、無効電力は√（200²−120²）＝160kvarです。改善後：皮相電力は120／0.8＝150kV・A、無効電力は√（150²−120²）＝90kvarです。必要なコンデンサ容量は、160−90＝70kvarとなります。有効電力は力率改善の前後で変わりません。

他の選択肢について
・50kvar：皮相電力の差（200−150）を答えた誤りです。コンデンサで打ち消すのは無効電力です。
・90kvar：改善後の無効電力です。
・160kvar：改善前の無効電力で、これだけ入れると力率は1になります。

覚え方のポイント
「Q＝P×tanθ」を使うと速く解けます。tanθは力率0.6で4／3、0.8で3／4なので、120×（4／3−3／4）＝160−90＝70kvarです。
問61-7

負荷の力率を改善したときの効果に関する次の記述のうち、最も不適当なものはどれか。

  • ①線路を流れる電流が減少し、電力損失も小さくなる。
  • ②線路での電圧降下が改善前より小さくなる。
  • ③変圧器や配電線の設備容量に余裕が生まれる。
  • ④負荷で消費される有効電力そのものが大きくなる。
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正解 ④負荷で消費される有効電力そのものが大きくなる。
解説
力率改善は、進相コンデンサで遅れ無効電力を打ち消し、同じ有効電力を得るのに必要な電流を小さくするものです。負荷で消費される有効電力そのものは変わりません。

他の選択肢について
・電流が減り損失が小さくなる：電流が減るので、I²Rの損失が小さくなります。
・電圧降下が小さくなる：電流が減ることで電圧降下も小さくなります。
・設備容量に余裕ができる：皮相電力が小さくなるため、変圧器などの容量に余裕が生まれます。電気料金の力率割引もあります。

覚え方のポイント
力率改善で「減る」のは電流・損失・電圧降下・皮相電力、「変わらない」のは有効電力。軽負荷時にコンデンサが過剰になると進み力率となり、電圧上昇を招く点にも注意します。
問71-7

送電線路のフェランチ効果に関する次の記述のうち、最も適当なものはどれか。

  • ①軽負荷時に、受電端の電圧が送電端より高くなる現象である。
  • ②重負荷時に、受電端の電圧が大きく低下する現象である。
  • ③雷撃によって、送電線に異常電圧が生じる現象である。
  • ④送電線の周囲の空気が電離して、放電が生じてしまう現象である。
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正解 ①軽負荷時に、受電端の電圧が送電端より高くなる現象である。
解説
フェランチ効果は、長距離の送電線やケーブル系統で、軽負荷時や無負荷時に、線路の静電容量による進み電流が支配的となり、受電端の電圧が送電端の電圧より高くなる現象です。対策として、分路リアクトルを設置して進み電流を打ち消します。

他の選択肢について
・重負荷時の電圧低下：これは一般的な電圧降下の現象です。
・雷撃による異常電圧：これは雷サージ（外雷）です。
・空気が電離して放電：これはコロナ放電です。

覚え方のポイント
「フェランチ効果＝軽負荷・進み電流・受電端電圧上昇・分路リアクトルで対策」。ケーブルは静電容量が大きいため起こりやすくなります。
問81-7

無負荷時の二次電圧が210V、定格負荷時の二次電圧が200Vの変圧器の電圧変動率として、正しいものはどれか。

  • ①4.8％
  • ②5.0％
  • ③10％
  • ④95％
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正解 ②5.0％
解説
電圧変動率εは、無負荷時の電圧V₀と定格負荷時の電圧V_nから、ε＝（V₀−V_n）／V_n×100％で求めます。（210−200）／200×100＝5.0％です。分母は定格負荷時の電圧（定格電圧）である点に注意します。

他の選択肢について
・4.8％：分母を無負荷時の電圧210Vにした誤りです（10／210）。
・10％：電圧の差10Vをそのまま百分率にした誤りです。
・95％：V_n／V₀を計算した値で、電圧変動率ではありません。

覚え方のポイント
「電圧変動率＝（無負荷−定格）／定格」。分母は定格電圧。誤差率・滑りなど「どれを分母にするか」が問われる計算はセットで練習します。
問91-7

基準容量10MV・Aで百分率インピーダンスが5％の電源側に三相短絡事故が発生した。短絡容量として、正しいものはどれか。

  • ①0.5MV・A
  • ②50MV・A
  • ③200MV・A
  • ④100MV・A
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正解 ③200MV・A
解説
短絡容量P_sは、基準容量P_nと百分率インピーダンス%Zから、P_s＝P_n×100／%Zで求めます。P_s＝10×100／5＝200MV・Aです。遮断器は、この短絡容量を安全に遮断できる遮断容量のものを選ぶ必要があります。

他の選択肢について
・0.5MV・A：基準容量に%Zの値（5％＝0.05）を掛けた誤りです。
・50MV・A：基準容量に%Zの値5を掛けた誤りです。
・100MV・A：%Zを10％として計算した値です。

覚え方のポイント
「短絡容量＝基準容量×100／%Z」「短絡電流＝定格電流×100／%Z」。%Zが小さいほど短絡容量は大きくなります。
問101-7

同じ電力を同じ電線で送る場合、送電電圧を3.3kVから6.6kVに上げたときの線路の電力損失は、およそ何倍になるか。ただし、力率は変わらないものとする。

  • ①1／2倍
  • ②2倍
  • ③4倍
  • ④1／4倍
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正解 ④1／4倍
解説
同じ電力を送る場合、電流は電圧に反比例します。電圧を2倍にすると電流は1／2になり、電力損失（I²R）は（1／2）²＝1／4倍になります。

他の選択肢について
・1／2倍：損失が電流に比例すると考えた誤りです。損失は電流の2乗に比例します。
・2倍・4倍：電圧を上げると損失が増えると考えた誤りです。

覚え方のポイント
「損失は電圧の2乗に反比例」。配電電圧の昇圧（400V配電など）が省エネルギーにつながる理由です。

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※本ページの問題・解説は、生成AI（人工知能）を活用して作成しています。

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