第三種電気主任技術者・2022年度 上期・電力

2022年度 上期 電力 問16(a)

定格容量80MV・A、一次側定格電圧33kV、二次側定格電圧11kV、百分率インピーダンス 18.3%(定格容量ベース)の三相変圧器TAがある。三相変圧器 TAの一次側は33kVの電源に接続され、二次側は負荷のみが接続されている。電源の百分率内部インピーダンスは、1.5% (系統基準容量ベース)とする。ただし、系統基準容量は80MV・Aである。なお、抵抗分及びその他の定数は無視する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。

将来の負荷変動等は考えないものとすると、変圧器 TAの二次側に設置する遮断器の定格遮断電流の値[kA] として、最も適切なものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 上期 電力 問16(a)

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正答:(5)

要点

正解は(5)。電源側と変圧器の百分率インピーダンスを足して全 %Z=19.8%\%Z=19.8\% とし、11kV側の定格電流から短絡電流を求めます。事故電流を上回る最小の遮断電流を選びます。

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変圧器二次側(11kV側)での三相短絡電流を求めます。
基準容量 Pn=80P_n = 80 MVA に対する全パーセントインピーダンス %Z\%Z は、
%Z=%Zsource+%ZTA=1.5+18.3=19.8% \%Z = \%Z_{source} + \%Z_{TA} = 1.5 + 18.3 = 19.8 \%
二次側の定格電流 InI_n は、
In=Pn3V2n=80×1063×11×103≈4199 A I_n = \dfrac{P_n}{\sqrt{3} V_{2n}} = \dfrac{80 \times 10^6}{\sqrt{3} \times 11 \times 10^3} \approx 4199 \, \mathrm{A}
短絡電流 IsI_s は、
Is=100%ZIn=10019.8×4199≈21207 A≈21.2 kA I_s = \dfrac{100}{\%Z} I_n = \dfrac{100}{19.8} \times 4199 \approx 21207 \, \mathrm{A} \approx 21.2 \, \mathrm{kA}
遮断器の定格遮断電流は、事故電流(21.2 kA)を上回る必要があります。選択肢の中で21.2kAより大きい最小の値は 25 kA です。

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