変電40【電験3種 電力】CTの二次側は絶対開放禁止!低インピーダンス負荷・鉄損過大・直列接続 平成22年度 A問題9 完全解説

電験3種 電力科目【変電】平成22年度 A問題9 (ア)低インピーダンス・(イ)開放・(ウ)電圧・(エ)鉄損・(オ)直列=(5)

今回は平成22年度 電力科目 A問題9、計器用変成器のうち変流器(CT)の取扱いを問う空欄補充問題です。「CTの二次側は絶対に開放してはならない」という鉄板知識で、令和6年度下期A問題7など繰り返し出題される最頻出テーマです。

理屈で覚えるコツ:CTの一次電流は負荷(線路)側で決まるので、二次を開放しても一次電流は流れ続けます。二次電流による打ち消し(減磁作用)が消えるため鉄心が過飽和になり、二次側に大きな電圧鉄損の過大で焼損に至る——これが開放禁止の理由です。

出題のポイント

目次

平成22年度 電力科目 A問題9:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 変電 平成22年度 A問題9 問題文
平成22年度 電力科目 A問題9 問題文

電験3種 電力科目 【変電】 平成22年度 A問題9

 計器用変成器において、変流器の二次端子は、常に(ア)負荷を接続しておかねばならない。特に、一次電流(負荷電流)が流れている状態では、絶対に二次回路を(イ)してはならない。これを誤ると、二次側に大きな(ウ)が発生し(エ)が過大となり、変流器を焼損する恐れがある。また、一次端子のある変流器は、その端子を被測定線路に(オ)に接続する。

 上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる語句として、正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。

(ア)(イ)(ウ)(エ)(オ)
(1)高インピーダンス開 放電 圧銅 損並 列
(2)低インピーダンス短 絡誘導電流銅 損並 列
(3)高インピーダンス短 絡電 圧鉄 損直 列
(4)高インピーダンス短 絡誘導電流銅 損直 列
(5)低インピーダンス開 放電 圧鉄 損直 列

ポイント解説:CTは低インピーダンス(ほぼ短絡)で使う——開放は焼損コース

(ア)低インピーダンス・(イ)開放:変流器(CT)は大電流を小電流に変換する計器用変成器で、二次側には電流計など低インピーダンス負荷(ほぼ短絡状態)を接続して使う。一次電流が流れている間に二次回路を開放するのは厳禁。

(ウ)電圧・(エ)鉄損:二次を開放すると、二次電流の減磁作用(打ち消し)が消えて一次電流がすべて励磁電流になり、鉄心が過飽和に。磁束の急変により二次側に大きな電圧が発生し(絶縁破壊の危険)、鉄損が過大になって発熱・焼損の恐れがある。

(オ)直列:CTは測りたい電流が一次巻線を貫くように、被測定線路に直列に接続する(電圧を測るVTは並列)。よって(5)。同じテーマは令和6年度下期A問題7(変電4)・令和3年度A問題7(変電15)でも出題されており、「CT=直列・開放禁止/VT=並列・短絡禁止」のペアで整理しておくと全部に対応できる。

問題の解説

STEP1 CTの使い方

二次側は電流計=低インピーダンス(ほぼ短絡)で使用→(ア)低インピーダンス、接続は線路に直列→(オ)直列。

STEP2 開放禁止の理由

二次開放→減磁作用消失→鉄心過飽和→二次に大電圧(ウ)・鉄損過大(エ)→焼損。→(イ)開放。

STEP3 組合せ確定

低インピーダンス・開放・電圧・鉄損・直列がそろうのは(5)。

答え:(5)

💡 覚え方
CT=直列・二次はほぼ短絡で使用・開放禁止/VT=並列・二次は開放に近い状態で使用・短絡禁止。開放時に起こることは「大電圧→絶縁破壊」「過飽和→鉄損過大→焼損」のセットで暗記。

⚠️ よくある間違い
CTとVTの禁止事項を逆にしない(CT開放禁止・VT短絡禁止)。開放時に過大になるのは鉄損(銅損ではない——二次電流は流れないので銅損はむしろゼロ)。接続は直列(電流を測るから)。

まとめ

(ア)低インピーダンス(電流計=ほぼ短絡)
(イ)開放(絶対禁止)
(ウ)電圧(過飽和による大電圧)
(エ)鉄損(過大→焼損)
(オ)直列(線路の電流を測る)
答え(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・CT開放禁止・鉄損(変電4):【電力】令和6年度下期 A問題7
・計器用変成器=VT+CT(変電8):【電力】令和5年度上期 A問題7
・CTの取扱い(変電15):【電力】令和3年度 A問題7

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