配電計算18【電験3種 電力】%Z合成で二次側三相短絡電流→遮断器の定格遮断電流20kA!令和2年度 A問題8 完全解説

電験3種 電力科目【配電の計算】令和2年度 A問題8 合成%Z=11.7%→二次側短絡電流14.95kA→定格遮断電流20.0kA=(4)

今回は令和2年度 電力科目 A問題8百分率インピーダンス(%Z)から三相短絡電流を求め、遮断器の定格遮断電流を選定する計算問題です。令和7年度下期 A問題12(配電計算1)とまったく同じ問題で、選択肢の並びだけが異なります。

ポイントは%Zの合成と基準電流。電源%Z(1.1%)と変圧器%Z(10.6%)は同一基準(20MV·A)なので単純加算して11.7%。二次側6.6kVの基準電流で割れば三相短絡電流が出ます。遮断器の定格遮断電流は短絡電流以上の標準値を選びます。

出題のポイント

目次

令和2年度 電力科目 A問題8: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 令和2年度 A問題8 問題文
令和2年度 電力科目 A問題8 問題文

電験3種 電力科目 【配電の計算】 令和2年度 A問題8

 定格容量20MV·A、一次側定格電圧77kV、二次側定格電圧6.6kV、百分率インピーダンス10.6%(基準容量20MV·A)の三相変圧器がある。三相変圧器の一次側は77kVの電源に接続され、二次側は負荷のみが接続されている。三相変圧器の一次側から見た電源の百分率インピーダンスは、1.1%(基準容量20MV·A)である。抵抗分及びその他の定数は無視する。三相変圧器の二次側に設置する遮断器の定格遮断電流の値[kA]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1) 1.5 (2) 2.6 (3) 6.0 (4) 20.0 (5) 260.0

ポイント解説:%Zを合成→基準電流で割る→標準値を選定

STEP1:%Zの合成。電源%Z(1.1%)と変圧器%Z(10.6%)はどちらも同じ基準容量20MV·Aなので、直列に単純加算できる。合成%Z=1.1+10.6=11.7%

STEP2:二次側の基準電流。二次側6.6kV、基準容量20MV·Aより、基準電流 In=S/(√3·V)=20×10⁶/(√3×6600)=約1749.5A

STEP3:三相短絡電流と定格遮断電流。Is=In÷(%Z/100)=1749.5÷0.117=約14953A=14.95kA。遮断器の定格遮断電流はこの短絡電流以上の標準値なので、20.0kA=(4)。本問は令和7年度下期 A問題12と同一問題(答えの番号のみ異なる)。

問題の解説

STEP1 %Z合成

同一基準20MV·Aなので加算:1.1+10.6=11.7%。

STEP2 基準電流

In=20e6/(√3×6600)=1749.5A。

STEP3 短絡電流と選定

Is=1749.5/0.117=14.95kA→標準値20.0kA→(4)。

答え:(4)

💡 覚え方
三相短絡電流=基準電流÷(%Z/100)、基準電流=S/(√3·V)。%Zは同一基準なら加算。遮断器の定格遮断電流は短絡電流以上の標準値(14.95kA→20kA)。★配電計算1と同一問題。

⚠️ よくある間違い
%Zの基準が違うときは換算してから加算(本問は両方20MV·Aでそのまま)。定格遮断電流は計算値ちょうどでなくそれ以上の標準値。基準電流は二次側6.6kVで計算。

まとめ

合成%Z1.1+10.6=11.7%
基準電流20e6/(√3×6600)=1749.5A
短絡電流1749.5/0.117=14.95kA
定格遮断電流短絡電流以上の標準値=20.0kA
答え(4)

▼あわせて解きたい関連問題
・同一問題(配電計算1):【電力】令和7年度下期 A問題12
・%ZとOCR整定(配電計算11):【電力】令和5年度下期 B問題16

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