技術士 第一次試験 専門科目 電気電子部門 発送配変電 練習問題 第3問: 定格容量20 MV·A、二次側の定格線間電圧6.6 kVの三相変圧器の百分率インピーダンスは、定格容量を基準として8.0 %である。ここで百分率インピーダンスと
定格容量20 MV·A、二次側の定格線間電圧6.6 kVの三相変圧器の百分率インピーダンスは、定格容量を基準として8.0 %である。ここで百分率インピーダンスとは、定格電流を流したときのインピーダンスによる電圧降下を、定格相電圧に対する百分率で表したものとする。電源側のインピーダンスを無視するとき、この変圧器の二次側の端子で三相短絡が起きたときの短絡電流として、最も近い値はどれか。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 1. 21.9 kA
短絡電流は約21.9 kAです。百分率インピーダンス%Zの定義から、1相のインピーダンスZと定格電流In、定格相電圧Enの間には Z×In=(%Z/100)×En が成り立ちます。
三相短絡(3線が互いにつながる故障)では相電圧Enがそのまま1相のインピーダンスにかかるので、短絡電流は Is=En/Z=In×100/%Z です。
In=Pn/(√3 Vn)=20×10⁶/(√3×6.6×10³)≒1,750 A
Is=1,750×100/8.0≒21,900 A=21.9 kA
短絡容量 Ps=Pn×100/%Z=250 MV·A を √3Vn で割っても同じ21.9 kAになります。37.9 kAは定格電流の計算で√3を落とした値、65.6 kAは定格容量を相電圧で割って√3の向きを逆にした値、0.140 kAは100/%Zでなく%Z/100を掛けた値、1.75 kAは定格電流そのものです。
三相短絡電流は、定格電流 Pn/(√3 Vn) の 100/%Z 倍です。
関連キーワード: 百分率インピーダンス・三相短絡電流・短絡容量・定格電流・変圧器
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