電力の三角形(遅れ力率 cosφ の負荷):
S(皮相電力)[kV·A] = Pcosφ
Q(無効電力)[kvar] = S × sinφ = P × tanφ
変圧器定格容量の制約条件(力率改善後):
Stotal = Ptotalcosφ ≤ Srated
Step 1:既存負荷の有効電力・無効電力
既存負荷:P1 = 120 kW,cosφ1 = 0.6
S1 = P1cosφ1 = 1200.6 = 200 kV·A
Q1 = S1 × sinφ1 = 200 × 0.8 = 160 kvar(遅れ)
Step 2:追加負荷 S' の有効電力・無効電力
追加負荷も cosφ = 0.6(遅れ),sinφ = 0.8
P' = S' × 0.6
Q' = S' × 0.8(遅れ)
Step 3:合成後の有効電力・無効電力(コンデンサ投入前)
Ptotal = P1 + P' = 120 + 0.6S'
Qtotal = Q1 + Q' = 160 + 0.8S'(遅れ)
Step 4:力率 0.8 に改善したときの変圧器容量の条件
進相コンデンサを接続して合成力率を cosφ = 0.8 にする。
このとき,有効電力は変わらず,変圧器の皮相電力は:
Stotal = Ptotalcosφ = 120 + 0.6S'0.8
変圧器定格を超えない条件:Stotal ≤ 200 kV·A
120 + 0.6S'0.8 ≤ 200
120 + 0.6S' ≤ 200 × 0.8 = 160
0.6S' ≤ 40
S' ≤ 400.6 ≈ 66.7 kV·A
正答:(3) 66.7 kV·A