同期機38【電験3種 機械】短絡比の記述で誤りは？令和5年上期 A問題5 完全解説

今回は令和5年度上期 機械科目 A問題5を解説します。三相同期発電機の短絡比に関する記述の誤りを1つ選ぶ論説問題です。

短絡比を小さくすると同期インピーダンスが大きくなり、電圧変動率は「大きく」なります。

問題文と選択肢

三相同期発電機の短絡比に関する記述として，誤っているものを一つ選べ。

(1)　短絡比を小さくすると、発電機の外形寸法が小さくなる。

(2)　短絡比を小さくすると、発電機の安定度が悪くなる。

(3)　短絡比を小さくすると、電圧変動率が小さくなる。

(4)　短絡比が小さい発電機は、銅機械と呼ばれる。

(5)　短絡比が小さい発電機は、同期インピーダンスが大きい。

出題のポイント：短絡比と同期インピーダンスは逆の関係

短絡比は同期インピーダンスの逆数にほぼ対応します。したがって短絡比が小さい発電機は同期インピーダンスが大きく、電圧変動率も大きく、安定度は悪くなります。この向きを押さえると誤りをすぐ判別できます。

ポイント解説：短絡比の大小で5つの特徴を比較する

短絡比 \(K_s=100/\%Z_s\)。短絡比を小さくすると同期インピーダンスが大きくなり、内部電圧降下が増えて電圧変動率は大きくなります。銅を多く使う「銅機械」で安定度は悪化します。

問題の解説：電圧変動率の向きから誤りを特定する

STEP1　正しい記述を確認する

(1) 短絡比小→鉄心小→外形小…正しい。(2) 短絡比小→安定度悪化…正しい。(4) 短絡比小→銅機械…正しい。(5) 短絡比小→同期インピーダンス大…正しい。

STEP2　誤りを特定する

(3) 「短絡比を小さくすると電圧変動率が小さくなる」は誤り。同期インピーダンスが大きくなるため、電圧変動率は大きくなります。よって誤りは(3)。

答え：(3)

まとめ

誤り選択肢	(3)
理由	短絡比小→Zs大→電圧変動率は大
関係式	\(K_s=100/\%Z_s\)
答え	(3)

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