第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和6年度(2024年)上期
問39 (電力 問16(a))

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問題

第三種 電気主任技術者試験 令和6年度(2024年)上期 問39(電力 問16(a)) (訂正依頼・報告はこちら)

定格容量80MV・A、一次側定格電圧33kV、二次側定格電圧11kV、百分率インピーダンス18.3%(定格容量ベース)の三相変圧器TAがある。三相変圧器TAの一次側は33kVの電源に接続され、二次側は負荷のみが接続されている。電源の百分率内部インピーダンスは、1.5%(系統基準容量ベース)とする。ただし、系統基準容量は80MV・Aである。なお、抵抗分及びその他の定数は無視する。次の問に答えよ。

将来の負荷変動等は考えないものとすると、変圧器TAの二次側に設置する遮断器の定格遮断電流の値[kA]として、最も適切なものを次のうちから一つ選べ。
  • 5
  • 8
  • 12.5
  • 20
  • 25

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この過去問の解説 (2件)

01

変圧器に設置する遮断器の定格遮断電流を求める計算問題です。

 

この問題を解くにあたり、定格遮断電流を求める公式の知識が必要となります。

 

Is=In/%z

 

Is:定格遮断電流

In:定格電流

%z:百分率インピーダンス

選択肢5. 25

◆定格電流Inを求めます

変圧器が三相変圧器なので、変圧器容量はP=√3VIで求めることができます。

定格電流を求めようとしているので、

 

Pn=√3VnIn

In=Pn/√3Vn

=80✕106/√3✕11✕103 

≒4198.9[A]

 

※問題文では一次側と二次側の電圧が与えられていますが、遮断器を二次側に設置することが明記されているので、二次側の電圧を使用して計算しています。

 

◆定格遮断電流Isを求めます

冒頭に説明した定格遮断電流を求める公式に値を代入していきます。

 

ここで注意が必要なのは、百分率インピーダンスの扱いについてです。

百分率インピーダンスは、系統にある全ての値を足す必要があります。

このことに注意して計算すると、

 

Is=In/%z

=4198.9/(0.0015+0.183)

≒21206.6[A]

≒21.2[kA]

 

となります。

したがって、この電流を確実に遮断出来る25[kA]が正しい選択肢となります。

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02

この問題は、与えられた情報から三相変圧器に設置する遮断器の定格遮断電流の値を求めるものです。

 

ニ次側短絡電流Iは、以下の式で表されます。

 I=定格電流/百分率インピーダンス x 100 ・・・①

この式に入れる定格電流を求めます。

定格電流=定格容量/(√3 x 定格電圧)であるので、これに定格容量80MV・A=80x106V・A、定格電圧11kV=11x103Vを代入して、

 定格電流=80x106/(√3 x 11x103) ・・・②

全百分率インピーダンスを求めます。

(全百分率インピーダンス)=(変圧器の百分率インピーダンス) + (電源の百分率内部インピーダンス)であるので、

 18.3 + 1.5=19.8[%] ・・・③

式①に②と③を代入して、

 I=80x106/(√3 x 11x103)/19.8 x 100=21206[A]=21.2[kA]

遮断器の定格遮断電流は、算出された短絡電流よりも大きい値にする必要があるので、選択肢の中では25kAが該当します。

まとめ

短絡電流を求める式を理解して、覚えておきましょう。

遮断器の定格遮断電流は、計算された短絡電流よりも大きい値を選定することに気をつけましょう。

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