類似問題サンプル1 - WEBで分析 電験3種

電験三種(電験3種)　電力
【出題分析】
[電験三種　電力]
％インピーダンス・三相短絡電流
No.4
線路のﾘｱｸﾀﾝｽ 送配電線
『参照 Point
1』
[問] 一次電圧 66 [kV] 、二次電圧 6.6 [kV] 、容量 66 [MVA] の三相変圧器の%ﾘｱｸﾀﾝｽが 10 [%] のとき、一次側よりみたﾘｱｸﾀﾝｽ
以下2つの出題は、三相短絡電流を求められるかがポイントとなります。
の値
[Ω] はいくらか？
[解]
『Point 1』 より、ﾘｱｸﾀﾝｽ X [Ω] は以下の式で求めることができる。
それぞれの問題の違いは下記の通りです。
V2 %X
V = 66[kV] (←１次側から見たﾘｱｸﾀﾝｽを求めるので)
X
=
[Ω]各箇所で基準容量が同じで、換算する必要無し。
(出題分析
No.5)
100 Pn
(出題分析 No.8) 各箇所で基準容量が異なり、換算する必要有り。
V 2 % X (66 × 10 3 ) 2 × 10
各値を代入して、
X
=
=
= 6.6 [Ω]
このような出題の違いが一目瞭然です。
100 Pn
100 × 66 × 10 6
となる。
No.5 三相短絡時の短絡電流 『参照 Point 1 , Point 2 , Point 3』
[問] 図のような送電系統のF点において、三相短絡を生じたとき、F点における短絡電流[A]はいくらか？ただし、発電機の容量は
10 000[kVA]、出力電圧は 11 [kV]、ﾘｱｸﾀﾝｽは自己容量ﾍﾞｰｽで 25 [%]である。また、変圧器容量は 10 000 [kVA]、変圧比は
11[kV]/33[kV]、ﾘｱｸﾀﾝｽは自己容量ﾍﾞｰｽで 5 [%]、送電線TF間のﾘｱｸﾀﾝｽは 10 000 [kVA]ﾍﾞｰｽで 10 [%]とする。
変圧器
T
発電機
10 000[kVA]
25[%]
10 000[kVA]
5[%]
TF間
F
10 000[kVA]
10[%]
×
三相短絡
基準容量が同じ。
(換算の必要無し)
[解] 各装置の ％ﾘｱｸﾀﾝｽ は、すべて10 000 [kVA] ﾍﾞｰｽ (PA = PB = PC) なので、基準容量 Pn = 10 000 [kVA] とする。
合計の ％ﾘｱｸﾀﾝｽは，％X
= 25 + 5 + 10 = 40 [%]　となる。よって、
三相短絡電流 I 3S [A] は、『Point 1』 より、
I 3S =
100 Pn
3 V %X
[ A]
となる。短絡点の電圧 V = 33 [kV] であるので、上式に各値を代入すると、
I 3S =
100 Pn
3 V %X
=
100× 10000 × 10 3
3 × 33 × 10 3 × 40
≒ 437.4 [ A ] となる。
No.6 と No.7 略・・・
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電験三種(電験3種)　電力
【出題分析】
No.8 ％ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ、遮断器の定格遮断電流 『参照 Point 2』
[問] 図のように定格電圧 66 [kV] の電源から三相変圧器を介して二次側に遮断器が接続された系統がある。この三相変圧器は定
格容量 10 [MV ・A] 、変圧比 66 / 6.6 [kV] 、百分率ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽが自己容量基準で 7.5 [％] である。変圧器一次側から電源側
をみた百分率ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽを基準容量 100 [MV ・A] で 5 [％] とするとき、次の値はいくらか？
(a) 基準容量を 10 [MV ・A] として、変圧器二次側から電源側をみた百分率ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ [％] を求めよ。
(b) 図のA点で三相短絡事故が発生したとき、事故電流を遮断できる遮断器の定格遮断電流 [kA] の最小値
として正しいものは次のうちどれか？ただし、変圧器二次側からA点までのｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽは無視する。
(1) 8
(2) 12.5
発電機
(3) 16
(4) 20
(5) 25
変圧器 66/6.6[kV]
遮断器
×
66[kV]
基準容量が異なる。
(換算の必要有り)
A点
×
PB = 10[MVA]
％XB = 7.5[%]
PA = 100[MVA]
％XA = 5 [%]
[解(a)] 変圧器一次側から電源側を見た％ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽ ％XA を基準容量 10 [MVA] に変換 ( ％XA(B) )すると、
％XA(B) : ％XA = ％XA(B) : 5 [%] = 10 [MVA] : 100 [MVA] より、％XA(B) = 0.5 [%]
従って二次側からみた、合成百分率ｲﾝﾋﾟｰﾀﾞﾝｽは、％Z = 0.5 + 7.5 = 8 [％] となる。
[解(b)]
In =
10 × 10 3 [kVA ]
3 × 6.6[kV ]
『Point 2』 より、短絡電流
≒ 874.8 [ A ]
I 3S =
※事故点の線間電圧 V = 6.6 [kV]　を用いる。
100
100
× In =
× 874 . 8 = 10935 [ A ] ≒ 10 .9 [ kA ]
%Z
8
遮断電流は短絡電流より大きくなければならない。本問では選択肢にて直近上位の 12.5 [kA] を選ぶ。
※こうしないと、短絡電流(事故電流)よりも小さい値で、遮断器が誤作動してしまう。
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