配電38【電験3種 電力】三相4線式V結線は異容量の単相変圧器を組み合わせる！「同一容量」は誤り 平成21年度 A問題12 完全解説

今回は平成21年度 電力科目 A問題12、配電で使われる変圧器の誤り選択問題です。柱上変圧器の容量・V結線の出力と利用率・三相4線式・地上設置形変圧器と、配電用変圧器の要点が問われます。

決め手は三相4線式（V結線）の変圧器容量。三相4線式は電灯（単相）と動力（三相）を共用するため負荷割合が異なり、異容量の単相変圧器を組み合わせる（異容量V結線）のが一般的です。「同一容量の単相変圧器を組み合わせる」は誤りです。

出題のポイント

平成21年度 電力科目 A問題12：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 【配電】 平成21年度 A問題12

　配電で使われる変圧器に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。下図を参考にして答えよ。

(1)　柱上に設置される変圧器の容量は、50[kV・A]以下の比較的小型のものが多い。

(2)　柱上に設置される三相3線式の変圧器は、一般的に同一容量の単相変圧器のV結線を採用しており、出力はΔ結線の1/√3倍となる。また、V結線変圧器の利用率は√3/2となる。

(3)　三相4線式（V結線）の変圧器容量の選定は、単相と三相の負荷割合やその負荷曲線及び電力損失を考慮して決定するので、同一容量の単相変圧器を組み合わせることが多い。

(4)　配電線路の運用状況や設備実態を把握するため、変圧器二次側の電圧、電流及び接地抵抗の測定を実施している。

(5)　地上設置形の変圧器は、開閉器、保護装置を内蔵し金属製のケースに納めたもので、地中配電線供給エリアで使用される。

ポイント解説：三相4線式V結線は異容量の単相変圧器——「同一容量」は誤り

(3)が誤り：三相4線式（V結線）は、電灯負荷（単相）と動力負荷（三相）を共用する方式。電灯と動力では負荷割合が異なるため、異容量の単相変圧器を組み合わせる（異容量V結線）のが一般的——電灯用は大容量、動力共用の1台は小容量。「同一容量の単相変圧器を組み合わせる」は誤り。

V結線（(2)は正しい）：三相3線式は同一容量の単相変圧器2台のV結線で、出力はΔ結線（3台）の1/√3倍（≒0.577）、V結線変圧器の利用率は√3/2（≒0.866）——両方正しい（出力比0.577と利用率0.866の混同に注意）。

容量・測定・地上設置形（(1)(4)(5)は正しい）：(1)柱上変圧器は50kV·A以下が多い。(4)運用把握のため二次側の電圧・電流・接地抵抗を測定。(5)地上設置形変圧器（パッドマウント変圧器）は開閉器・保護装置を内蔵し地中配電エリアで使用——正しい。よって誤りは(3)。

問題の解説

STEP1　V結線の基本

三相3線式=同一容量V結線・出力1/√3倍・利用率√3/2(2は正)。

STEP2　三相4線式

電灯と動力の負荷割合が違う→異容量の単相変圧器。

STEP3　(3)を判定

「同一容量」は誤り（異容量V結線が正しい）→(3)。

答え：(3)

まとめ

誤り	(3) 三相4線式は異容量V結線（同一容量は誤り）
柱上変圧器	50kV·A以下が多い(1)
三相3線式	同一容量V結線・出力1/√3・利用率√3/2(2)
測定	二次側電圧・電流・接地抵抗(4)
地上設置形	パッドマウント変圧器(5)
答え	(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・異容量V結線（変電46）：【電力】平成19年度 A問題16
・配電線路の電気方式（配電19）：【電力】令和元年度 A問題12