今回は平成19年度 電力科目 A問題12、百分率インピーダンス(%Z)から配電系統の三相短絡電流を求める計算問題です。故障点までにある%Zだけを合成するのがポイントです。
カギは故障点F点までにある%Zだけを足すこと。上位系統(0.5%)+変圧器(7.5%)=8.0%。配電系統(F〜L間10%)はF点より負荷側なのでF点短絡には含めません。短絡電流=基準電流÷(%Z/100)。
出題のポイント

平成19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 【配電の計算】 平成19年度 A問題12
基準容量10000[kV·A]の系統において、変圧器(容量10000[kV·A]、変圧比66[kV]/6.6[kV]、百分率リアクタンス7.5%)を介して6.6[kV]の配電系統に電力を供給している。上位系統側の百分率インピーダンスは0.5%、配電系統(F点〜L点間)の百分率インピーダンスは10%(いずれも10000[kV·A]基準)である。変圧器二次側のF点で三相短絡事故が発生したときの三相短絡電流[kA]の値として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(1) 4.9 (2) 8.7 (3) 10.9 (4) 11.7 (5) 12.5
ポイント解説:故障点までの%Zだけを合成→短絡電流
STEP1:F点までの%Z。F点は変圧器二次側(配電系統の入口)。電源からF点までにあるのは上位系統0.5%+変圧器7.5%=8.0%。配電系統のF〜L間10%はF点より負荷側なので、F点短絡には含めない。
STEP2:基準電流。6.6kV、基準容量10000kV·Aより、基準電流 In=10×10⁶/(√3×6600)=874.8A。
STEP3:三相短絡電流。Is=In÷(%Z/100)=874.8÷0.08=約10935A=10.9kA→(3)。すべて同一基準(10000kV·A)なので%Zはそのまま加算できる。
問題の解説
STEP1 %Z合成
上位系統0.5+変圧器7.5=8.0%(配電10%はF点負荷側で除外)。
STEP2 基準電流
In=10e6/(√3·6600)=874.8A。
STEP3 短絡電流
Is=874.8/0.08=10.9kA→(3)。
答え:(3)
💡 覚え方
三相短絡電流=基準電流÷(%Z/100)、基準電流=S/(√3·V)。%Zは故障点までにあるものだけを合成(同一基準なら加算)。故障点より負荷側の%Zは含めない。
⚠️ よくある間違い
F点より負荷側の配電系統%Z(10%)を含めない(F点短絡には無関係)。すべて同一基準なので%Zはそのまま加算。基準電流は6.6kV側で計算(一次66kVではない)。
まとめ
| F点までの%Z | 0.5+7.5=8.0% |
| 配電系統10% | F点より負荷側→除外 |
| 基準電流 | 10e6/(√3·6600)=874.8A |
| 短絡電流 | 874.8/0.08=10.9kA |
| 答え | (3) |
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