変電31【電験3種 電力】Y-Y-Δ結線は中性点を接地できる!「できない」は誤り 平成25年度 A問題6 完全解説

電験3種 電力科目【変電】平成25年度 A問題6 誤りは(2)——Y-Y-Δは一次・二次ともYなので中性点を接地できる(それがY-Y結線の最大の利点)

今回は平成25年度 電力科目 A問題6、変圧器のY-Y-Δ結線について誤っているものを選ぶ問題です。Y-Y-Δは高電圧大容量変電所の主変圧器の定番結線。中性点接地・位相差なし・第三調波対策・三次Δ巻線の役割が一問に詰まっています。

決め手は中性点接地。Y-Y-Δ結線は一次・二次ともY(星形)結線なので中性点を接地できる——これこそがY-Y結線を使う最大の理由(絶縁低減・地絡保護)です。「接地できない」という記述は利点を真逆にした誤りです。

出題のポイント

目次

平成25年度 電力科目 A問題6: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 変電 平成25年度 A問題6 問題文
平成25年度 電力科目 A問題6 問題文

電験3種 電力科目 【変電】 平成25年度 A問題6

 変圧器の結線方式として用いられるY-Y-Δ結線に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

高電圧大容量変電所の主変圧器の結線として広く用いられている。
一次若しくは二次の巻線の中性点を接地することができない。
一次−二次間の位相変位がないため、一次−二次間を同位相とする必要がある場合に用いる。
Δ結線がないと、誘導起電力は励磁電流による第三調波成分を含むひずみ波形となる。
Δ結線は、三次回路として用いられ、調相設備の接続用、又は、所内電源用として使用することができる。

ポイント解説:Y-Y-Δは中性点を接地できる(それが利点)

(2)が誤り:Y-Y-Δ結線は一次・二次ともY(星形)結線なので、一次・二次の巻線の中性点を接地できる。中性点接地により、1線地絡時の健全相の電圧上昇を抑えて絶縁レベルを下げられ、地絡電流で保護継電器を確実に動作させられる——これがY-Y結線を採用する最大の理由。「中性点を接地することができない」は利点を真逆にした誤り。

その他は正しい:(1)Y-Y-Δは中性点接地の利点から高電圧大容量変電所の主変圧器に広く使われる。(3)Y-Y結線は一次−二次間の位相変位がない(0°)ので、同位相が必要な場合に用いる(Δ-Yだと30°ずれる)。(4)三次のΔ結線がないと、Y-Y結線は励磁電流の第三調波の逃げ場がなく、誘導起電力が第三調波を含むひずみ波形になる。(5)三次Δ巻線は第三調波の還流路になるほか、調相設備の接続用や所内電源用に使える。よって答えは(2)。

問題の解説

STEP1 (2)を判定

Y-Y-Δは一次・二次ともYなので中性点を接地できる。「できない」は誤り→(2)。

STEP2 用途と位相

(1)高電圧大容量の主変圧器、(3)一次二次の位相差なし——正しい。

STEP3 第三調波と三次Δ

(4)Δがないと第三調波でひずむ、(5)三次Δは調相・所内電源用——正しい。

答え:(2)

💡 覚え方
Y-Y-Δ(三巻線)結線の要点:一次・二次とも**Y→中性点接地できる**(絶縁低減・地絡保護=採用理由)/一次二次の**位相変位なし(0°)**/三次**Δ巻線**が第三調波を還流させ、ないと**第三調波でひずむ**/三次Δは**調相設備接続・所内電源**に利用。★純Y-Yは第三調波の弱点があるので、実際は三次Δを足したY-Y-Δで使う。Δ-Yは位相が30°ずれる点と対比。

⚠️ よくある間違い
Y-Y-Δは中性点を「接地できる」——これを「できない」とするのが本問の罠(2)。位相差はY-Yなので「ない」(0°)。第三調波は三次Δがあれば還流して解消するので(4)(5)は正しい。三次Δの役割(第三調波還流+調相・所内電源)を混同しない。

まとめ

(1)用途高電圧大容量変電所の主変圧器→正しい
(2)中性点接地一次・二次ともYで接地できる(できないは誤り)→答え
(3)位相変位一次二次で位相差なし→正しい
(4)第三調波Δがないと第三調波でひずむ→正しい
(5)三次Δ調相設備接続・所内電源用→正しい

▼あわせて解きたい関連問題
・Y-Y結線の特徴と第三調波(変電25):【電力】平成29年度 A問題7
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・この年度の問題を通しで解く:電験3種 平成25年度 問題一覧(全4科目)

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