第三種電気主任技術者・2021年度・機械

2021年度 機械 問9

定格容量 500kV・Aの三相変圧器がある。負荷力率が1.0のときの全負荷銅損が6kW であった。このときの電圧変動率の値[%]として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし、鉄損及び励磁電流は小さく無視できるものとし、簡単のために用いられる電圧変動率の近似式を利用して解答すること。

出典:第三種電気主任技術者 2021年度 機械 問9

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正答:(3)

要点

正解は(3)。力率1.0では電圧変動率の近似式 ε=p cosθ+q sinθ のリアクタンス項が消えます。残る百分率抵抗降下 p は全負荷銅損/定格容量×100 なので 6/500×100=1.2% です。

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電圧変動率 ϵ\epsilon の近似式は以下の通りです。
ϵ=pcos⁡θ+qsin⁡θ \epsilon = p \cos \theta + q \sin \theta
ここで、
pp: 百分率抵抗降下 [%]
qq: 百分率リアクタンス降下 [%]
cos⁡θ\cos \theta: 力率

問題文より、力率 cos⁡θ=1.0\cos \theta = 1.0 なので、sin⁡θ=0\sin \theta = 0 となり、
ϵ=p×1.0+q×0=p \epsilon = p \times 1.0 + q \times 0 = p
となります。
百分率抵抗降下 pp は、定格容量に対する全負荷銅損の割合に等しいので、
p=全負荷銅損定格容量×100 p = \dfrac{\text{全負荷銅損}}{\text{定格容量}} \times 100
p=6 kW500 kVA×100=6500×100=1.2% p = \dfrac{6 \text{ kW}}{500 \text{ kVA}} \times 100 = \dfrac{6}{500} \times 100 = 1.2 \%

よって、電圧変動率は 1.2% となります。

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