電験三種 令和6年度(2024) 上期 電力 問16(a) 過去問解説
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 %（系統基準容量ベース）とする。ただし，系統基準容量は80 MV・Aである。なお，抵抗分及びその他の定数は無視する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 将来の負荷変動等は考えないものとすると，変圧器 $\mathrm{T_A}$ 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(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 5
- (2) 8
- (3) 12.5
- (4) 20
- (5) 25
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正解は(5)
使う公式
短絡電流 $I_{\mathrm{s}} = I_{\mathrm{n}} \times \dfrac{100}{\%Z}$（$I_{\mathrm{n}}$：定格電流[A]）
定格電流 $I_{\mathrm{n}} = \dfrac{P}{\sqrt{3}V}$
解説
【考え方】短絡した所（二次側）から電源までの %Z を足して、短絡電流を出します。遮断器は、それより大きい電流を切れるものを選びます。
■1 %Z を足す
電源と変圧器の %Z は、同じ 80 MV・A 基準なので、そのまま足します。
$\%Z = 1.5 + 18.3 = 19.8\,\%$
■2 二次側の定格電流
$I_{\mathrm{n}} = \dfrac{80 \times 10^6}{\sqrt{3} \times 11 \times 10^3} \fallingdotseq 4199\,\mathrm{A}$
■3 短絡電流と遮断器
$I_{\mathrm{s}} = 4199 \times \dfrac{100}{19.8} \fallingdotseq 21\,200\,\mathrm{A} \fallingdotseq 21.2\,\mathrm{kA}$
遮断器は、21.2 kA より大きい電流を切れるものを選びます。
選択肢で 21.2 kA より大きいのは 25 kA です。
答えは(5)ピヨ。
電源と変圧器の %Z は、同じ 80 MV・A 基準なので、そのまま足します。
$\%Z = 1.5 + 18.3 = 19.8\,\%$
■2 二次側の定格電流
$I_{\mathrm{n}} = \dfrac{80 \times 10^6}{\sqrt{3} \times 11 \times 10^3} \fallingdotseq 4199\,\mathrm{A}$
■3 短絡電流と遮断器
$I_{\mathrm{s}} = 4199 \times \dfrac{100}{19.8} \fallingdotseq 21\,200\,\mathrm{A} \fallingdotseq 21.2\,\mathrm{kA}$
遮断器は、21.2 kA より大きい電流を切れるものを選びます。
選択肢で 21.2 kA より大きいのは 25 kA です。
答えは(5)ピヨ。
出典：令和6年度（2024） 上期 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(a)