電験三種 平成22年度(2010) 電力 問16(b) 過去問解説

問16(b) 《変圧器(並列運転の負荷分担)》
定格容量 80[MV·A],一次側定格電圧 33[kV],二次側定格電圧 11[kV],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 $\mathrm{T_A}$ がある。三相変圧器 $\mathrm{T_A}$ の一次側は 33[kV]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 80[MV·A]ベース)とする。なお,抵抗分及びその他の定数は無視する。次の(a)及び(b)に答えよ。 (b) 定格容量 50[MV·A],百分率インピーダンスが 12.0[%]の三相変圧器 $\mathrm{T_B}$ を三相変圧器 $\mathrm{T_A}$ と並列に接続した。40[MW]の負荷をかけて運転した場合,三相変圧器 $\mathrm{T_A}$ の負荷分担[MW]の値として,正しいのは次のうちどれか。 ただし,三相変圧器群 $\mathrm{T_A}$ と $\mathrm{T_B}$ にはこの負荷のみが接続されているものとし,抵抗分及びその他の定数は無視する。
  1. (1) 15.8
  2. (2) 19.5
  3. (3) 20.5
  4. (4) 24.2
  5. (5) 24.6
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正解は(3)
使う公式
容量のベースを直す $\%Z' = \%Z \times \dfrac{P'}{P}$(P:もとの容量、P':そろえたい容量) 並列の負荷分担 $P_{\mathrm{A}} = P \times \dfrac{\%Z_{\mathrm{B}}}{\%Z_{\mathrm{A}} + \%Z_{\mathrm{B}}}$(同じベースの %Z で計算する)
解説
【考え方】2台の %Z を同じ 80 MV·A ベースにそろえます。負荷は、%Z の逆の比で分かれます(%Z が小さいほうが多く受けもちます)。 ■1 T_B の %Z を 80 MV·A ベースに直す 解説の図 %Z は、基準にする容量に比例して大きくなります。 $\%Z_{\mathrm{B}} = 12.0 \times \dfrac{80}{50} = 19.2\,\%$ ■2 T_A の負荷分担 T_A の分担は、相手(T_B)の %Z の割合で決まります。 $P_{\mathrm{A}} = 40 \times \dfrac{19.2}{18.3 + 19.2}$ $= 40 \times \dfrac{19.2}{37.5} \fallingdotseq 20.5\,\mathrm{MW}$ 答えは(3)ピヨ。
出典:平成22年度(2010) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)電力 問16(b)