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第三種電気主任技術者・2021年度・電力

2021年度 電力 問9

配電配電方式力率

問題文

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1台の定格容量が 20 MV⋅A 20 \text{ MV}\cdot\text{A} の三相変圧器を3台有する配電用変電所があり、その総負荷が 55 MW 55 \text{ MW} である。変圧器1台が故障したときに、残りの変圧器の過負荷運転を行い、不足分を他の変電所に切り換えることにより、故障発生前と同じ電力を供給したい。この場合、他の変電所に故障発生前の負荷の何%を直ちに切り換える必要があるか、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、残りの健全な変圧器は、変圧器故障時に定格容量の 120% 120 \% の過負荷運転をすることとし、力率は常に 95% 95 \% （遅れ）で変化しないものとする。

出典：第三種電気主任技術者 2021年度 電力 問9

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正答：(4)

要点

正解は(4)。3台中1台が故障すると残る変圧器は2台で、過負荷率を含めた供給可能容量は48MVAです。力率0.95を掛けると45.6MW供給できるため、55MWとの差9.4MW、約17.1%を切り換えます。

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正解は(4)です。
・総負荷 P=55 MWP = 55 \text{ MW}
・変圧器は3台のうち1台故障 →\to 残り2台。
・供給可能容量 Savail=20 [MVA]×2 [台]×1.2 [過負荷率]=48 MVAS_{avail} = 20 \text{ [MVA]} \times 2 \text{ [台]} \times 1.2 \text{ [過負荷率]} = 48 \text{ MVA}
・供給可能電力 Pavail=Savail×cos⁡θ=48×0.95=45.6 MWP_{avail} = S_{avail} \times \cos \theta = 48 \times 0.95 = 45.6 \text{ MW}
・不足分（切り換え必要電力） ΔP=55−45.6=9.4 MW\Delta P = 55 - 45.6 = 9.4 \text{ MW}
・切り換え割合 = 9.455×100≈17.09%\dfrac{9.4}{55} \times 100 \approx 17.09 \%。
以上より、選択肢(4)が正解です。

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