電験１種過去問【2009年機械 問2】

解答

解説

　単巻変圧器は、図に示すように一次及び二次巻線の共通な分路巻線と、共通でない直列巻線とから構成される。無負荷時の二次電圧\(V_2\)に対する一次電圧\(V_1\)の比を\(\displaystyle\frac{V_1}{V_2}(V_1>V_2)\)とすると、電圧比が\(\fbox{(ﾎ)1に近い}\)ほど分路巻線に流れる電流が小さくなり、同じ負荷容量の二次巻線変圧器に比べてサイズが小さく、銅損が少なく、さらに\(\fbox{(ﾙ)電圧変動率が小さい}\)という利点がある。また、単巻変圧器の自己容量は図示した電圧と電流を用いて\((ﾊ)(V_1-V_2)I_1\)として表せる。
　ここに、容量30[kV・A]の単相二巻線変圧器がある。一次電圧及び二次電圧（負荷側）がそれぞれ120[V]及び480[V]、また、短絡インピーダンスの値が8[%]であるとする。この単相二巻線変圧器の一次巻線を直列巻線に、二次巻線を分路巻線とした単相単巻変圧器を構成すると、原理的にはその単相単巻変圧器の負荷容量は
\(\displaystyle P=V_2I_2=480(\frac{30\times10^3}{120}+\frac{30\times10^3}{480})\)=\(\fbox{(ｲ)150}\)[kV・A]となる。
その容量ベースでの短絡インピーダンスの値は
題意より\(\displaystyle \% 8=\frac{Z\times I_n}{E_n}\)であるので、Z＝0.0384[Ω]
\(\displaystyle \% Z=\frac{0.0384\times 250}{600}＝0.016\)
つまり\(\fbox{(ﾜ)1.6}\)[%]となる。ただし、励磁電流は無視するものとする。