第三種電気主任技術者・2021年度・機械

2021年度 機械 問6

定格出力3000kV・A,定格電圧6000Vの星形結線三相同期発電機の同期インピーダンスが6.9Ω\Omegaのとき、百分率同期インピーダンス [%]はいくらか、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2021年度 機械 問6

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正答:(4)

要点

正解は(4)。百分率同期インピーダンスは Z_sS_n/V_n^2×100 で求められます。Z_s=6.9Ω、S_n=3MVA、V_n=6000V を代入すると 57.5% です。

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百分率同期インピーダンス %Zs\%Z_s は次式で定義されます。
%Zs=ZsInEn×100 \%Z_s = \dfrac{Z_s I_n}{E_n} \times 100
ここで、ZsZ_s は同期インピーダンス、InI_n は定格電流、EnE_n は相電圧です。
また、式を変形すると容量 SnS_n と線間電圧 VnV_n を用いて以下のように計算できます。
%Zs=ZsSnVn2×100 \%Z_s = \dfrac{Z_s S_n}{V_n^2} \times 100
与えられた値を代入します。
Sn=3000 kVA=3×106 VAS_n = 3000 \text{ kVA} = 3 \times 10^6 \text{ VA}
Vn=6000 VV_n = 6000 \text{ V}
Zs=6.9ΩZ_s = 6.9 \Omega

%Zs=6.9×(3×106)(6000)2×100=20.7×10636×106×100 \%Z_s = \dfrac{6.9 \times (3 \times 10^6)}{(6000)^2} \times 100 = \dfrac{20.7 \times 10^6}{36 \times 10^6} \times 100
%Zs=20.736×100=57.5% \%Z_s = \dfrac{20.7}{36} \times 100 = 57.5 \%

よって、57.5 が正解です。

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