電験2種

2021年度の電験二種 二次試験を逆予想【電力管理 計算問題編】

電力管理の計算問題が多すぎるよ。

 

全ての問題に取り掛かっていたら時間がいくらあっても足りませんよ。

受験に不慣れだったり、問題演習の1周目は省略できるものは捨てていきましょう。

ソウケイ

 

いつぞやの記事で2次試験について出題される範囲のうち、発電に関する問題を予想しました。

 

今回は計算問題について2021年度の二次試験に出なさそうなところを予想します。

 

直近に出題された計算問題で2021年度で削減できるものをピックアップしてみました。

 

受験される人は参考にしてください。

 

この記事を読んで欲しい人

  • 電験二種を受験する人
  • 二次試験の勉強範囲が広すぎて困っている人
  • 電験二種に最小の努力で合格したい人
  • ムダを省くのが好きな合理的な人

 

直近3年間の問題

全ての試験において当てはまるかは分かりませんが、直近で出題された問題は数年間は出ないことがあります。

 

完全に持論ですが、基本的に電験2種の2次試験について過去3年間に出た計算問題は再現されません

 

不出題予想

管理人は2021年度に以下 5つについて、出題しないと予想します。

 

  1. 1線地絡電流
  2. 力率改善
  3. 負荷分布
  4. 電力円線図
  5. 高調波電流

 

理由として1、2は2020年、3は2019年、4と5は2018年に出題されたからです。

 

1. 1線地絡電流

1線地絡電流は基本的に並列回路になります。

 

抵抗と静電容量から逆数のアドミタンスにして、接地抵抗値や電流値を求める問題は2016年と2008年に出題されています。

 

また対称座標法から電流値や電圧を求める問題は2020年と2001年に出ました

 

アドミタンスを含むと逆算の計算式が複雑になったり、対称座標法は高度な計算方式となります。

 

慣れるとパターンは決まっているらしいですが、管理人は未だに対称座標法は何のことやらと言う感じです。笑

 

それに勝手な予想ですが、2022年度までは対称座標法を使った計算は出ません

 

ソウケイ
私は対称座標法が出た年に電力管理を7~8割取れたので、2種止まりの人は無理して覚えなくても良いでしょう。

 

2. 力率改善

 

\(\displaystyle S=\sqrt{P^2+(Q-Qc)^2}\)

 

この計算式を元に無効電力やコンデンサ容量を求める問題は2020年、2015年と2004年に出ています

 

一周目は省略することをオススメします。

 

ですが、力率改善自体は試験範囲の中でも比較的に簡単な部類に入ります。

 

計算量が多かったりしても、理解するのに多くの時間は取られないでしょう

 

なので、試験前で時間があれば、試しにやってみる価値はあります。

 

3. 負荷分布

負荷分布に関する問題は2019年と2015年に出題されています

 

負荷電流が平等なのと不平等パターンと主に2通りあります。

 

負荷分布で非常に参考になる池田さんのサイト「電験最速合格」のリンクを載せておきます。

 

計算過程で積分を使うので最初は取っつきにくいですが、解き方をいったん覚えてしまえば怖くはありません

 

ですが、2021年は出る確率は低いので、余力がある以外は無視しましょう。

 

4. 電力円線図

電力円線図は電気的特性のうちの1つの問題です。

 

電気的特性は2年に一回は試験で見られる頻出問題ですが、電力円線図は2018年と2013年に出題されています

 

おそらく2021年は出ませんが、電気的特性を知る意味では面白い問題です。

 

時間に余裕があれば、取り組んでみるのをおススメします。

 

それに解法もそこまで複雑ではないので、解き方を覚えておけば出題された時に確実に得点源となります

 

5. 高調波電流

2018年、2013年と1996年に出ています

 

以前はただの分流計算で、立式もそこまで複雑ではなかったです。

 

高調波の周波数分だけリアクタンスが比例・反比例するのを注意するくらいのレベルでした。

 

ただし、2018年の問題は小問が5つあり

  • 高調波電流が大きくならない為の条件式を求める
  • 高調波電流から進相コンデンサの容量を逆算する

 

など難易度がかなり高かったです。

 

ソウケイ
最近の傾向で以前の割りと簡単だった問題をハードモードに改造して混ぜてくるところはありますね。

 

やらないことのリスク

出る可能性≠0

念のために言っておきますが、これらの予想は管理人が考えているのであって100%出題されないとは限りません

 

なので、試験本番で出ることもあり得ます。

 

もし出たら何も書けないよ。

そしたら、おしまいだよ!

 

確かにそうですね。

でも、かと言って試験範囲すべての解き方を覚えるのは私のような凡人にとって無理ゲーですね。

ソウケイ

 

平成7年(1995年)以降、26年間の過去問すべてを倒せるほどのポテンシャルがあれば話は別です。

 

ですが、受験に慣れていなかったり、特に初年度だったりする人は、あれもこれもは覚えれません

 

目指すは6~8割完答

電験は8、9割を取る試験ではありません。

 

6割を取れば合格です。

 

今年に出題されそうな問題のうち、解ける問題や頑張れば解けそうな問題を完璧にしていくことが合格への近道です。

 

やることは「捨てるものを明確にして確実に解ける・採点官に伝えれる問題の範囲を少しずつ広げていく」、それだけの作業です。

 

試験範囲全体をふんわり覚えるより「75%を完璧にする方が簡単」だと管理人は断言します。

 

ただでさえ緊張する試験なので自信が持てる部分を少しずつ広げていきましょう。

 

ソウケイ
試験は年に1回しかないので確実に仕留めるためには、なおさら『集中して深く』ですね。

 

ループ電流計算

いきなりですが、2006年に出題されたループ電流の計算式を見てみましょう。

 

\(\displaystyle \dot{I}=\frac{(26.46798-j52.71789)(0.34474-j0.83456)}{(0.34474+j0.83456)(0.34474-j0.83456)}\)

 

\(\displaystyle ≒\frac{-34.87167-j40.26308}{0.81534}\)

 

\(\displaystyle ≒-42.7695-j49.38195[A]\)

 

\(\displaystyle |I|≒\sqrt {42.7695^{2}+49.38195^{2}} ≒65.3286[A]\)

 

やってみたら分かりますが解くのに、かな~り時間が掛かります

 

これは計算式の一部なので最初に

  • 2系統それぞれのインピーダンスを求める
  • 2系統それぞれの負荷電流を求める
  • ループ電流をキルヒホッフの法則で立式

 

の2つの計算と1つの立式が必要となります。

 

これらの計算全て実虚数で行うので、最終的な答えを計算ミスする可能性はけっこう高いです。

 

ソウケイ
1周目にこの問題に挑戦したとき、私は答えを何回も間違えました。

 

時間を掛けた割りに自信も失うので、あまり良いことがありません。

 

計算問題は慣れても最低10分は必要だったりします。

 

最初のうちは解くのにだいたい20~30分、見直しでさらに時間を費やします。

 

その分、「他の問題を解く時間に割り振ったほうがマシだ!」と思って、管理人は2周目からはループ電流には手を付けませんでした。

 

ちなみにループ電流は今年は出る可能性があるので、しっかり押さえておきましょう。

 

頻出問題

直近 3年間に出ていても再出題されそうな計算問題としては

  • 送電線の電気的特性
  • 短絡電流・容量計算

 

です。

 

送電線の電気的特性

電気的特性は2015年、2011年、2004年、1996年で出題されています

 

2018年と2013年に出題された電力円線図を含めると2010年以降は1~3年で出題とかなりの高確率です。

 

さらに2019年の問5は

  • 無効電力の変化と受電端電圧の変化の関係の証明
  • 電圧変動率からの投入する分路リアクトルの容量

 

と、電気的特性に変化球を混ぜたような問題です。

 

以前は単に電流値、有効電力、無効電力を求める問題ばかりでした。

 

電力円線図が入りだした2013年辺りからパッと見で計算が複雑化したように感じます

 

ただし2019年の問題は高難度ですが、一度解き方を覚えれば全体的にはそこまで怖くない問題です。

 

短絡電流・容量計算

短絡計算は2017年、2016年、2012年、2009年、2007年、2005年、2003年、1998年と1~5年の高頻度です。

 

最近は%インピーダンスの「△-Y変換」や「%-Ω変換」などが混ざった問題が見受けられます。

 

ですが、解法のパターンも限定され、解きやすい問題の一つではあります。

 

電気的特性も短絡計算の両方とも2020年に出題されていません。

 

なので、2021年は試験で出ても不思議ではないです。

 

と、いうか去年に試験で見かけなかったので、今年は出る可能性がより濃厚になりました。

 

ソウケイ
特に短絡計算は2020年に「もう出るだろ」と予想していましたが、あてが外れました。笑

 

いずれにしても、どれも取り組みやすい問題が多いので、過去問は全て解けるようにして得点源にしましょう

 

まとめ

ただでさえ、電力管理の問題演習は時間が掛かります。

 

全ての問題に当たろうとして、タイムオーバーで試験日を迎えないようにして下さい。

 

出なさそうな問題はドンドン切り捨てていきましょう。

 

問題演習が中々進まない人、問題が多すぎて解き方が頭に浸透しない人は今回のような時短方法を取ってみても良いのではないでしょうか。







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