電験三種 平成25年度(2013) 機械 問15(a) 過去問解説
定格容量10[kV・A]，定格一次電圧1 000[V]，定格二次電圧100[V]の単相変圧器で無負荷試験及び短絡試験を実施した。高圧側の回路を開放して低圧側の回路に定格電圧を加えたところ，電力計の指示は80[W]であった。次に，低圧側の回路を短絡して高圧側の回路にインピーダンス電圧を加えて定格電流を流したところ，電力計の指示は120[W]であった。
(a) 巻線の高圧側換算抵抗[Ω]の値として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
- (1) 1.0
- (2) 1.2
- (3) 1.4
- (4) 1.6
- (5) 2.0
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正解は(2)
使う公式
短絡試験の電力 ＝ 定格電流での銅損 $P_{\mathrm{c}} = rI_{\mathrm{n}}^2$（r：高圧側に換算した巻線抵抗[Ω]、I_n：高圧側の定格電流[A]）
解説
【考え方】短絡試験の電力は、定格電流のときの銅損（巻線の抵抗で失われる電力）です。これを電流の2乗で割ります。
■1 短絡試験の電力の意味
短絡試験では、電圧が低いので鉄損はほとんどありません。
電力計の 120 W は、巻線の抵抗で失われる銅損です。
■2 高圧側の定格電流
$I_{\mathrm{n}} = \dfrac{10\,000}{1\,000} = 10\,\mathrm{A}$
■3 抵抗を出す
$r = \dfrac{120}{10^2} = \dfrac{120}{100} = 1.2\,\Omega$
答えは(2)ピヨ。
出典：平成25年度（2013） 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15(a)