電験三種 平成29年度(2017) 機械 問7 過去問解説

問7 《変圧器(三相結線の角変位)》
図1〜3は,同じ定格の単相変圧器3台を用いた三相の変圧器であり,図4は,同じ定格の単相変圧器2台を用いたV結線三相変圧器である。各図の一次側電圧に対する二次側電圧の位相変位(角変位)の値[rad]の組合せとして,正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 ただし,各図において一次電圧の相順はU,V,Wとする。
問7の図
  1. (1) 図1:進み $\dfrac{\pi}{6}$,図2:0,図3:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$,図4:0
  2. (2) 図1:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$,図2:0,図3:進み $\dfrac{\pi}{6}$,図4:進み $\dfrac{\pi}{6}$
  3. (3) 図1:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$,図2:0,図3:進み $\dfrac{\pi}{6}$,図4:0
  4. (4) 図1:進み $\dfrac{\pi}{6}$,図2:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$,図3:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$,図4:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$
  5. (5) 図1:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$,図2:進み $\dfrac{\pi}{6}$,図3:進み $\dfrac{\pi}{6}$,図4:進み $\dfrac{\pi}{6}$
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正解は(1)
解説
【考え方】それぞれの図で、一次側と二次側の結線(つなぎ方)を見分けます。結線の組み合わせで角変位(一次と二次の電圧の向きのずれ)が決まります。 ポイント:Δ−Y結線:二次は一次より $\dfrac{\pi}{6}$ 進む。Y−Δ結線:二次は一次より $\dfrac{\pi}{6}$ 遅れる。Δ−Δ・Y−Y・V−V:角変位0 ■1 結線を見分ける 図1:一次側は、各変圧器の端子を順に輪につないでいるのでΔ結線です。 二次側は、$\mathrm{v_1}$・$\mathrm{v_2}$・$\mathrm{v_3}$ を1点にまとめているのでY結線です。 図2:一次側も二次側も輪になっているので、Δ−Δ結線です。 図3:一次側は $\mathrm{V_1}$・$\mathrm{V_2}$・$\mathrm{V_3}$ を1点にまとめたY結線、二次側は輪のΔ結線です。 図4:2台の変圧器で、一次も二次も同じ形のV結線です。 ■2 同じ結線どうし 同じ結線どうし(Δ−Δ、V−V)は、一次と二次の電圧が同じ向きなので、角変位は0です。 ■3 Δ−Y と Y−Δ Δ−Y結線では、二次側の相電圧が一次の線間電圧と同じ向きになります。 二次の線間電圧は相電圧より $\dfrac{\pi}{6}$(30°)進むので、二次は一次より $\dfrac{\pi}{6}$ 進みます。 Y−Δ結線はその逆で、二次は一次より $\dfrac{\pi}{6}$ 遅れます。 ■4 まとめ 図1:進み $\dfrac{\pi}{6}$、図2:0、図3:遅れ $\dfrac{\pi}{6}$、図4:0 です。 答えは(1)ピヨ。
出典:平成29年度(2017) 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7