変圧器TAの二次側(11kV)における三相短絡電流を求め、それ以上の遮断能力を持つ最小の標準定格遮断電流を選ぶ。
令和6年度 上期 第三種電気主任技術者 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。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
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解説
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①基準容量80MV・A、基準電圧11kV(TA二次側)における基準電流Ibを求める。
Ib = 80×10^6 / (√3×11×10^3) = 80,000,000 / 19,052.6 ≒ 4198.9 A ≒ 4.1989 kA
補足Layer 3展開閉じる
②TA二次側から電源側を見たときの合成百分率インピーダンス%Zは、いずれも同一基準容量(80MV・A)上の値であるため単純加算できる。
%Z = %Z(TA) + %Z(電源) = 18.3 + 1.5 = 19.8 %
③三相短絡電流Iscを求める。
Isc = Ib × (100 / %Z) = 4.1989 × (100 / 19.8) ≒ 4.1989 × 5.0505 ≒ 21.21 kA
④遮断器の定格遮断電流は、計算上の短絡電流(約21.2kA)以上でなければならない。選択肢のうち20kAでは不足するため、選択肢の中でこの短絡電流以上になるのは25kAのみであり、これが最も適切である。
各選択肢の解説
- (1)
5
5kAは計算した短絡電流(約21.2kA)を大幅に下回り、遮断能力が不足するため不適切。
- (2)
8
8kAも計算した短絡電流(約21.2kA)を大きく下回り、遮断能力が不足するため不適切。
- (3)
12.5
12.5kAも計算した短絡電流(約21.2kA)を下回り、遮断能力が不足するため不適切。
- (4)
20
20kAは計算した短絡電流(約21.2kA)よりわずかに小さく、遮断能力が不足するため不適切。
- (5)
25
25kAは計算した短絡電流(約21.2kA)以上であり、選択肢のうち遮断能力の条件を満たす唯一の値なので最も適切。
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