今回は平成26年度 電力科目 A問題6、25MV·Aの三相変圧器を3バンクもつ配電用変電所で、1バンクが故障しても停電なしに供給できる故障発生前の最大総負荷を求める計算問題です。令和3年度 A問題9(変電17)とほぼ同型——過負荷率・力率・負荷切換率の3つを使い分けます。
ポイントは皮相[MV·A]→有効[MW]の換算と切換で残す割合。故障時、他の変電所へ10%を切り換えるので、残り2バンクが賄うのは総負荷の90%。この90%が「2バンク×定格×125%(過負荷)×0.95(力率)」以下になればよい、と立式します。
出題のポイント

平成26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26年度 A問題6
1バンクの定格容量25MV·Aの三相変圧器を3バンク有する配電用変電所がある。変圧器1バンクが故障した時に長時間の停電なしに故障発生前と同じ電力を供給したい。この検討に当たっては、変圧器故障時には、他の変電所に故障発生前の負荷の10%を直ちに切り換えることができるとともに、残りの健全な変圧器は、定格容量の125%まで過負荷することができるものとする。力率は常に95%(遅れ)で変化しないものとしたとき、故障発生前の変電所の最大総負荷の値[MW]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
(1)32.9 (2)53.4 (3)65.9 (4)80.1 (5)98.9 MW
ポイント解説:残り2バンクの供給有効電力=総負荷の90%
残り2バンクが供給できる有効電力:3バンクのうち1バンクが故障し、残り2バンクが定格の125%で過負荷運転する。変圧器容量は皮相電力[MV·A]なので、有効電力[MW]には力率を掛ける。2バンク×25MV·A×1.25×0.95=59.375MW。
切換を考えた立式:故障時、故障発生前の総負荷P[MW]のうち10%を他の変電所へ切り換えるので、残り2バンクで賄うのは0.9P。これが2バンクの供給能力59.375MW以下であればよく、最大総負荷では 0.9P=59.375。よって P=59.375/0.9≒65.97MW≒65.9MWで答えは(3)。
ミスの起点:0.9で割るのを忘れて59.375MWをそのまま答えると(2)53.4付近と混同しやすい。過負荷率125%は残り2バンクだけに掛ける(故障した1バンクは数えない)。力率0.95を掛け忘れると容量62.5MV·Aをそのまま62.5MWとして誤答になる。
問題の解説
STEP1 残2バンクの供給有効電力
2×25MV·A×1.25×0.95=59.375MW。
STEP2 切換で残す割合
10%を切り換え→残り2バンクは総負荷の90%(0.9P)を賄う。
STEP3 最大総負荷
0.9P=59.375→P=59.375/0.9≒65.9MW→(3)。
答え:(3)
💡 覚え方
変圧器故障時の供給力計算:**残りのバンク数×定格容量[MV·A]×過負荷率×力率=供給できる有効電力[MW]**。負荷切換がある場合、残りのバンクが賄うのは**総負荷×(1−切換率)**。本問:2×25×1.25×0.95=59.375MW=0.9P→P≒65.9MW。皮相[MV·A]と有効[MW]は力率で結ぶ。★R03問9(変電17)は「切換率を問う」逆パターン、本問は「総負荷を問う」パターン——同じ枠組み。
⚠️ よくある間違い
過負荷率125%は残り2バンクにだけ掛ける(3バンク分にしない)。力率0.95を掛け忘れない(容量はMV·A、負荷はMW)。切換10%ぶんを引いた90%で割り戻すのを忘れて59.375MWをそのまま答えない。負荷はMW(有効電力)で問われている。
まとめ
| 残2バンク容量 | 2×25MV·A×1.25=62.5MV·A |
| 有効電力に換算 | 62.5×0.95=59.375MW |
| 切換で残す割合 | 10%切換→90%を賄う |
| 最大総負荷 | 59.375/0.9≒65.97MW |
| 答え | 65.9MW→(3) |
▼あわせて解きたい関連問題
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