第三種電気主任技術者・2019年度・機械

2019年度 機械 問8

2台の単相変圧器があり、それぞれ、巻数比(一次巻数/二次巻数)が 30.1, 30.0、二次側に換算した巻線抵抗及び漏れリアクタンスからなるインピーダンスが (0.013+j0.022) Ω (0.013+j0.022) \, \Omega 、(0.010+j0.020) Ω (0.010+j0.020) \, \Omega である。この2台の変圧器を並列接続し二次側を無負荷として、一次側に 6600 V 6600 \, \text{V} を加えた。この2台の変圧器の二次巻線間を循環して流れる電流の値 [A] [\text{A}] 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、励磁回路のアドミタンスの影響は無視するものとする。

出典:第三種電気主任技術者 2019年度 機械 問8

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正答:(3)

要点

正解は(3)。変圧器A(巻数比 30.1)の二次誘導起電力 EA E_A は: 変圧器B(巻数比 30.0)の二次誘導起電力 EB E_B は:。

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変圧器A(巻数比 30.1)の二次誘導起電力 EA E_A は:
EA=660030.1≈219.27 V E_A = \dfrac{6600}{30.1} \approx 219.27 \, \text{V}
変圧器B(巻数比 30.0)の二次誘導起電力 EB E_B は:
EB=660030.0=220.00 V E_B = \dfrac{6600}{30.0} = 220.00 \, \text{V}

電圧差 ΔE \Delta E は:
ΔE=∣EB−EA∣=220.00−219.27=0.73 V \Delta E = |E_B - E_A| = 220.00 - 219.27 = 0.73 \, \text{V}

循環電流の経路における合成インピーダンス Z˙ \dot{Z} は両変圧器のインピーダンスの和となる:
Z˙=Z˙A+Z˙B=(0.013+j0.022)+(0.010+j0.020)=0.023+j0.042 Ω \dot{Z} = \dot{Z}_A + \dot{Z}_B = (0.013+j0.022) + (0.010+j0.020) = 0.023 + j0.042 \, \Omega
インピーダンスの大きさ Z Z は:
Z=0.0232+0.0422≈0.000529+0.001764=0.002293≈0.04788 Ω Z = \sqrt{0.023^2 + 0.042^2} \approx \sqrt{0.000529 + 0.001764} = \sqrt{0.002293} \approx 0.04788 \, \Omega

循環電流 Ic I_c は:
Ic=ΔEZ=0.730.04788≈15.25 A I_c = \dfrac{\Delta E}{Z} = \dfrac{0.73}{0.04788} \approx 15.25 \, \text{A}
最も近い選択肢は 15.3 である。

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