電験三種 令和3年度(2021) 機械 問6 過去問解説

問6 《同期機(百分率同期インピーダンス)》
定格出力 3 000 kV・A,定格電圧 6 000 V の星形結線三相同期発電機の同期インピーダンスが $6.90\,\Omega$ のとき,百分率同期インピーダンス[%]はいくらか,最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
  1. (1) 19.2
  2. (2) 28.8
  3. (3) 33.2
  4. (4) 57.5
  5. (5) 99.6
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正解は(4)
使う公式
百分率同期インピーダンス $\%Z = \dfrac{Z_{\mathrm{s}} I_{\mathrm{n}}}{V_{\mathrm{n}}/\sqrt{3}} \times 100$ $= \dfrac{Z_{\mathrm{s}} P_{\mathrm{n}}}{V_{\mathrm{n}}^2} \times 100$(Zs:同期インピーダンス[Ω]、Pn:定格出力[V・A]、Vn:定格電圧(線間)[V])
解説
【考え方】百分率同期インピーダンスは、同期インピーダンスでの電圧降下が、相電圧の何%かを表します。三相では、次のまとめた式が使えます。 $\%Z = \dfrac{Z_{\mathrm{s}} P_{\mathrm{n}}}{V_{\mathrm{n}}^2} \times 100$ ■1 数字を整理する 同期インピーダンス $Z_{\mathrm{s}} = 6.90\,\Omega$ 定格出力 $P_{\mathrm{n}} = 3\,000\,\mathrm{kV \cdot A} = 3\,000 \times 10^3\,\mathrm{V \cdot A}$ 定格電圧(線間) $V_{\mathrm{n}} = 6\,000\,\mathrm{V}$ ■2 式に入れる 分子 $6.90 \times 3\,000 \times 10^3 = 20.7 \times 10^6$ 分母 $6\,000^2 = 36 \times 10^6$ $\%Z = \dfrac{20.7 \times 10^6}{36 \times 10^6} \times 100$ $= 0.575 \times 100 = 57.5\,\%$ 答えは(4)ピヨ。
出典:令和3年度(2021) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)機械 問6