送電の計算30【電力】%Zを50MVA基準に統一→合成12%!三相短絡電流3645A 平成21年度 B問題16 完全解説

電験3種 電力科目【送電の計算】平成21年度 B問題16 各%Zを50MVA基準に換算→2電源+並列2回線の合成12%(a2)、Is=Ps/(√3V)=417M/(√3×66k)=3645A(b5)

今回は平成21年度 電力科目 B問題16、基準容量の異なる%インピーダンスを共通基準に統一して合成し、三相短絡電流を求めるB問題です。2電源・並列2回線という少し複雑な回路を、直列・並列の合成で解きほぐします。

ポイントは2つ:①各%Zを50000kV・A基準に換算(%Z×新基準/元基準)。②A点(遮断器)から見て、2電源への経路が最終的に並列になる回路を整理する。合成%Zが出れば短絡電流は定石どおり。

出題のポイント

目次

平成21年度 電力科目 B問題16: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 送電の計算 平成21年度 B問題16 問題文
平成21年度 電力科目 B問題16 問題文

電験3種 電力科目 【送電の計算】 平成21年度 B問題16

 図のような交流三相3線式の系統がある。各系統の基準容量と基準容量をベースにした百分率インピーダンスが図に示された値であるとき、次の(a)及び(b)に答えよ。

(a) 系統全体の基準容量を50000〔kV・A〕に統一した場合、遮断器の設置場所からみた合成百分率インピーダンス〔%〕の値として、正しいのは次のうちどれか。

(1)4.8 (2)12 (3)22 (4)30 (5)48 %

(b) 遮断器の投入後、A点で三相短絡事故が発生した。三相短絡電流〔A〕の値として、最も近いのは次のうちどれか。ただし、線間電圧は66〔kV〕とし、遮断器からA点までのインピーダンスは無視するものとする。

(1)842 (2)911 (3)1458 (4)2104 (5)3645 A

平成21年度 B問題16 2電源・並列2回線の系統図
平成21年度 B問題16 2電源・並列2回線の系統図

ポイント解説:50MVA基準に統一→2電源への経路を並列合成

(a) 基準統一:各%Zを50000kV・A基準に換算(%Z×50000/元基準)。左電源=12×50000/50000=12%、上路=15×50000/25000=30%、下路=10×50000/25000=20%、右電源=28.8×50000/60000=24%

(a) 回路の合成:A点は右母線につながる。右母線から2つの電源へたどる:①右電源へ直結の24%、②左電源経路=(上路30%と下路20%の並列=12%)+左電源12%=24%。この2経路は並列(両方とも電源=短絡計算の基準点へ)なので合成=24×24/(24+24)=12%→(a)は(2)。

(b) 三相短絡電流:短絡容量 Ps=50000×10³/0.12=417MV・A。短絡電流 Is=Ps/(√3×66000)=417×10⁶/(√3×66000)=3645A→(b)は(5)。

問題の解説

STEP1 基準統一

左12%・上路30%・下路20%・右24%(50MVA基準)。

STEP2 合成

上下並列12%+左12%=24%、これと右24%が並列→12%→(a)(2)。

STEP3 短絡電流

Ps=50000k/0.12=417MVA→Is=417M/(√3×66k)=3645A→(b)(5)。

答え:(a)は(2)、(b)は(5)

💡 覚え方
複雑な%Z回路は「①全部同一基準に換算→②直列は足す・並列は積/和→③A点から電源への経路を合成」。短絡容量Ps=基準÷%Z、短絡電流Is=Ps/(√3V)。回路の直並列を丁寧に見分けるのが得点の分かれ目。

⚠️ よくある間違い
基準換算を忘れて%Zを直接足さない。並列2回線(上路・下路)を先に合成してから電源を足す順序に注意。A点がどの母線につながるかを図で確認(右母線)。短絡電流の電圧は66kV。

まとめ

基準統一左12%・上30%・下20%・右24%(50MVA)
上下並列30×20/(30+20)=12%
左経路12%+12%=24%
(a)合成24×24/(24+24)=12%
(b)Is=417M/(√3×66k)=3645A
答え(a)-(2),(b)-(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・%Zの基準換算と短絡電流(送電の計算24):【電力】平成25年度 B問題17
・%Zと遮断電流・負荷分担(変電41):【電力】平成22年度 B問題16

よかったらシェアしてね!
  • URLをコピーしました!
  • URLをコピーしました!

この記事を書いた人

コメント

コメントする

目次