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(b)

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。

定格容量 50MV・A、百分率インピーダンスが 12.0%(定格容量ベース)の三相変圧器 TBを三相変圧器TA と並列に接続した。40MWの負荷をかけて運転した場合、三相変圧器 TAの負荷分担の値 [MW]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、三相変圧器群 TAとTBにはこの負荷のみが接続されているものとし、抵抗分及びその他の定数は無視する。

出典:第三種電気主任技術者 2022年度 上期 電力 問16(b)

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正答:(3)

要点

正解は(3)。並列変圧器の負荷分担は、同一容量ベースに換算したインピーダンスに反比例します。TBの %Z\%Z を80MVAベースへ直してからTAの分担電力を出す点が決め手です。

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並列運転時の負荷分担は、容量換算したインピーダンスに反比例して配分されます。
まず、変圧器TBの %ZTB\%Z_{TB}(50MVAベース)を80MVAベースに換算します。
%ZTB′=12.0×8050=19.2% \%Z_{TB}' = 12.0 \times \dfrac{80}{50} = 19.2 \%
TAとTB(換算後)のインピーダンス比は 18.3:19.218.3 : 19.2 です。
負荷 P=40P = 40 MW のうち、TAが分担する電力 PTAP_{TA} は:
PTA=P×%ZTB′%ZTA+%ZTB′ P_{TA} = P \times \dfrac{\%Z_{TB}'}{\%Z_{TA} + \%Z_{TB}'}
PTA=40×19.218.3+19.2=40×19.237.5 P_{TA} = 40 \times \dfrac{19.2}{18.3 + 19.2} = 40 \times \dfrac{19.2}{37.5}
PTA=40×0.512=20.48 MW P_{TA} = 40 \times 0.512 = 20.48 \, \mathrm{MW}
最も近い値は 20.5 MW です。

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