第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和5年度(2023年)下期
問28 (電力 問6)

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和5年度(2023年)下期 問28(電力 問6) (訂正依頼・報告はこちら)

次の文章は、変圧器のY-Y結線方式の特徴に関する記述である。

一般に、変圧器のY-Y結線は、一次、二次側の中性点を接地でき、1線地絡などの故障に伴い発生する( ア )の抑制、電線路及び機器の絶縁レベルの低減、地絡故障時の( イ )の確実な動作による電線路や機器の保護等、多くの利点がある。
一方、相電圧は( ウ )を含むひずみ波形となるため、中性点を接地すると、( ウ )電流が線路の静電容量を介して大地に流れることから、通信線への( エ )障害の原因となる等の欠点がある。このため、( オ )による三次巻線を設けて、これらの欠点を解消する必要がある。

上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
  • ア:異常電流  イ:避雷器    ウ:第二調波  エ:静電誘導  オ:Δ結線
  • ア:異常電圧  イ:保護リレー  ウ:第三調波  エ:電磁誘導  オ:Y結線
  • ア:異常電圧  イ:保護リレー  ウ:第三調波  エ:電磁誘導  オ:Δ結線
  • ア:異常電圧  イ:避雷器    ウ:第三調波  エ:電磁誘導  オ:Δ結線
  • ア:異常電流  イ:保護リレー  ウ:第二調波  エ:静電誘導  オ:Y結線

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この過去問の解説 (2件)

01

この問題を解くポイントは、変圧器のY-Y結線の特徴とその影響について理解することです。

それでは問題を見ていきましょう。

選択肢3. ア:異常電圧  イ:保護リレー  ウ:第三調波  エ:電磁誘導  オ:Δ結線

三相変圧器には結線方式としてΔ結線とY結線があります。

Y結線は中性点を接地できるため、1線地絡時の故障電流を流して影響を抑えられるメリットがあります。

しかし、Y結線では相電圧に第三調波成分が含まれやすく、適切な対策が必要です。

 

(ア)には「異常電圧」が入ります。

Y結線では、相電圧の異常が発生しやすいことが特徴です。

特に無負荷状態や不平衡負荷時には、中性点が浮いてしまうことがあり、相電圧が不安定になりがちです。

 

(イ)には「保護リレー」が入ります。

Y結線は短絡故障や地絡故障を検出しやすいため、機器の保護を目的として保護装置(保護リレー)が使用されます。

 

(ウ)には「第三調波」が入ります。

Y結線では相電圧に第三調波が含まれるため、これが通信障害や振動の原因になることがあります。

 

(エ)には「電磁誘導」が入ります。

第三調波の影響により、通信障害の原因となるのが「電磁誘導」です。

 

(オ)には「Δ結線」が入ります。

Y結線では第三調波の影響を避けるために、一次側または二次側の一方をΔ結線にすることがあります。

Δ結線により第三調波成分が閉じ込められ、系統への影響が軽減されます。

 

まとめ

変圧器のY結線は中性点接地による安定性がある一方で、第三調波の影響を受けやすいため、

Δ結線と組み合わせることで問題を解決することが多いです。

一言知識

Y結線とΔ結線の組み合わせは、送電システムで広く採用されており、

特にY-Δ結線は第三調波の影響を防ぐための重要な手法の一つです。

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02

Y-Y結線方式の特徴に関する穴埋め問題で、正しい組み合わせを選択する問題です。

選択肢3. ア:異常電圧  イ:保護リレー  ウ:第三調波  エ:電磁誘導  オ:Δ結線

 

(ア)異常電圧、(イ)保護リレー

Y-Y結線は中性点があるため、中性点を接地することができます。

中性点を接地することで地絡電流を感知することができ、回路の保護リレーを正常に動作させることができます。

そのため、回路に加わる異常電圧を抑制することができます。

 

(ウ)第三調波、(エ)電磁誘導

Y-Y結線は、Δ-Δ結線のように歪み波の原因となる第三調波を還流することができません

また、中性点を接地していた場合は第三調波を含む電流が大地に流れ、電磁誘導を引き起こして通信障害などが発生してしまいます。

 

(オ)Δ結線

通常、Y-Y結線で運用することはありません。

Y-Y結線の欠点を補うため三次巻線にΔ結線を設けて、Y-Y-Δ結線として運用することが一般的となっています。

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