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

2026年7月20日2026年8月9日

電験3種電力科目配電平成21年度 A問題12 V結線に使うのは異容量の変圧器！同一容量は誤り

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。

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 問題文 — 平成21年度電力科目 A問題12 問題文

出典：一般財団法人電気技術者試験センター「平成21年度第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題12

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。

答え誤っているのは(3)です。

答えは(3)：三相4線式は異容量の単相変圧器を組み合わせる

電灯と動力では負荷の大きさが違うからです。

選択肢	正誤	要点
★(1) 50 kV・A 以下が多い	★正しい	★柱上に載る大きさ
★(2) 同一容量のV結線・1/√3・√3/2	★正しい	★三相3線式の場合
★★(3) 三相4線式も同一容量	★★誤り	★★異容量V結線が一般的
★(4) 二次側の電圧・電流・接地抵抗を測定	★正しい	★運用状況の把握
★(5) 地上設置形は開閉器・保護装置を内蔵	★正しい	★地中配電エリア用

異容量V結線というかたち

	電灯用の変圧器	動力専用の変圧器
★担う負荷	★★単相の電灯負荷＋三相の一部	★★三相負荷の一部だけ
★容量	★★大きい	★★小さい
★中性線	★★二次巻線の中点から出す	★★出さない
★取り出す電源	★★単相100/200 V	★★（2台で三相200 V）

電灯用の変圧器は、単相負荷と三相負荷の両方を背負います——だから大きな容量が要るのです。

動力専用のほうは、三相の一部だけを担います——小さくて足りるのです。

同じ容量にすると、動力用が無駄に大きくなります——電柱の上は狭いのに。

だから負荷割合に応じて容量を変えます——それが異容量V結線です。

三相3線式と三相4線式の使い分け

	三相3線式（同一容量V結線）	三相4線式（異容量V結線）
★変圧器の容量	★★2台とも同じ	★★2台で異なる
★取り出す電源	★★三相200 V のみ	★★三相200 V ＋単相100/200 V
★向いている需要家	★★動力だけの工場	★★電灯と動力が混在する商店街
★出力比・利用率	★★1/√3・√3/2 が当てはまる	★★単純には当てはまらない

記述(2)は三相3線式の話なので、同一容量で正しい——そこは誤りではないのです。

記述(3)は三相4線式の話です——こちらは異容量が一般的。

同じV結線でも、用途が違えば容量の決め方が違います——そこを見分ける問題です。

(2)と(3)を並べて出しているのは、その対比を問うためです。

⚠️ よくある間違い
(3)を正しいと考える——三相4線式は異容量V結線です。
(2)も誤りと考える——三相3線式は同一容量で正しい。
出力比と利用率を混同する——0.577と0.866です。
(1)の50 kV・A を疑う——柱上変圧器の一般的な容量です。
(4)の接地抵抗測定を疑う——設備実態の把握に必要です。

⏱️ 本番での進め方
①★三相3線式のV結線は同一容量。
②★三相4線式（電灯動力共用）は異容量V結線。
③★電灯用を大容量、動力専用を小容量にする。
④★柱上変圧器は50 kV・A 以下が多い。

💡 覚え方
「動力だけなら同じ、電灯と共用なら違う」——負荷の中身で容量が決まります。電灯側が大きい——単相と三相の両方を背負うから。

V結線と単相3線式の共用は令和2年度 A問題12（配電：高圧架空配電線路の機材）にもあります。

柱上変圧器の容量が50 kV・A 以下である理由

制約	内容
★重さ	★★電柱に載せられる重量に限りがある
★受け持つ軒数	★★数軒から数十軒で足りる
★電圧降下	★★1台の受け持ち範囲を広げすぎると低圧側が下がる
★保守	★★大きいと交換が大がかりになる

1軒あたりの契約が数キロワットなので、これで足ります——大きくする必要がないのです。

むしろ小さく分散させたほうが、電圧降下も抑えられます——負荷の中心に近づけられるから。

だから50 kV・A 以下が多くなります——(1)は正しい記述です。

二次側で3つの量を測る意味

測るもの	分かること
★電圧	★★需要家の電圧が許容範囲に入っているか
★電流	★★変圧器が過負荷になっていないか
★接地抵抗	★★B種接地が規定値を保っているか

電圧はタップの見直しに、電流は容量の見直しに使います——設備実態の把握です。

接地抵抗は、混触時の安全に直結します——だから定期的に測るのです。

地上設置形変圧器の中身

収めるもの	役目
★変圧器	★★高圧を低圧に落とす
★開閉器	★★高圧側の区分と切り替え
★保護装置	★★過電流や地絡から守る
★金属製のケース	★★人が触れないようにし、雨や外傷から守る

地中配電では、変圧器を電柱に載せられません——だから地上に箱を置くのです。

開閉器や保護装置も一緒に収めます——別々に置くと場所を取るから。

パッドマウント変圧器とも呼ばれます——記述(5)は正しいのです。

V結線の2つの数字をもう一度

V結線の利用率

\( \dfrac{\sqrt{3}VI}{2VI}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}\fallingdotseq 0.866 \)

変圧器2台の容量と比べたとき

Δ結線に対する出力比

\( \dfrac{\sqrt{3}VI}{3VI}=\dfrac{1}{\sqrt{3}}\fallingdotseq 0.577 \)

同じ変圧器3台のΔ結線と比べたとき

分子はどちらも√3VI で、分母だけが違います——そこを押さえれば混同しません。

記述(2)は両方を正しく書いています——だから誤りではないのです。

配電用変圧器の問題で問われること

論点	押さえること
★容量	★★柱上は50kV·A以下が多い
★三相3線式	★★同一容量V結線・出力1/√3・利用率√3/2
★★三相4線式	★★異容量V結線（電灯用が大容量）
★測定	★★二次側の電圧・電流・接地抵抗
★地上設置形	★★開閉器と保護装置を内蔵

5つの論点が、本問の5つの選択肢にそのまま並んでいます——整理して覚えるのが早道です。

とりわけ同一容量と異容量の区別が狙われます——三相3線式か三相4線式かを読み分けましょう。

電灯と動力の負荷割合

需要家	電灯の割合	動力の割合	変圧器の選び方
★住宅街	★★大きい	★★ほぼゼロ	★★単相1台
★商店街	★★大きい	★★中くらい	★★異容量V結線
★工場	★★小さい	★★大きい	★★同一容量V結線かΔ結線

負荷の中身によって、変圧器の組み方が変わります——だから一律ではないのです。

商店街では電灯が主で動力が従なので、容量に差をつけます——それが異容量V結線です。

V結線が柱上で選ばれる理由

	Δ結線（3台）	V結線（2台）
★台数	★★3台	★★2台
★電柱への負担	★★重い	★★軽い
★出力	★★大きい	★★Δの57.7％
★拡張	★—	★★1台足せばΔにできる

電柱の上は狭く、重いものは載せられません——だから2台で済むV結線が選ばれます。

需要が増えたら1台足せるのも利点です——段階的に育てられるのです。

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)