変電4【電験3種 電力】変流器の二次側は絶対に開放禁止！令和6年度下期 A問題7 完全解説

今回は令和6年度下期 電力科目 A問題7、計器用変成器（変流器）に関する空欄補充問題です。「CTの二次側は絶対に開放してはならない」——実務でも命に関わる、変電ユニット最頻出の鉄則がそのまま出題されています。

変流器（CT）は大電流を小電流に変換する計器用変成器。二次側は低インピーダンス負荷（ほぼ短絡状態）で使い、通電中に開放すると二次側に高電圧が発生して鉄損が過大となり焼損します。理由までセットで覚えましょう。

出題のポイント

令和6年度下期 電力科目 A問題7：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】 令和6年度下期 A問題7

　次の文章は、計器用変成器に関する記述である。

　計器用変成器において、変流器の二次端子は、常に(ア)負荷を接続しておかねばならない。特に、一次電流（負荷電流）が流れている状態では、絶対に二次回路を(イ)してはならない。これを誤ると、二次側に大きな(ウ)が発生し(エ)が過大となり、変流器を損傷する恐れがある。また、一次端子のある変流器は、その端子を被測定線路に(オ)に接続する。

　上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

	(ア)	(イ)	(ウ)	(エ)	(オ)
(1)	高インピーダンス	短絡	電圧	鉄損	直列
(2)	低インピーダンス	短絡	誘導電流	銅損	並列
(3)	高インピーダンス	短絡	誘導電流	銅損	直列
(4)	低インピーダンス	開放	電圧	鉄損	直列
(5)	高インピーダンス	開放	電圧	銅損	並列

ポイント解説：CTの二次開放で何が起きるか——磁束飽和→高電圧→鉄損過大

(ア)＝低インピーダンス／(イ)＝開放：変流器（CT）は一次側の大電流を一定の変流比で二次側の小電流に変換する装置で、二次側には電流計や継電器といった低インピーダンスの負荷（負担）を接続し、ほぼ短絡状態で使うのが正常な姿である。通電中に二次回路を開放すると、二次電流による打ち消しの起磁力（反作用）が消えて一次電流がすべて励磁電流として働き、鉄心の磁束が飽和領域まで急増する。

(ウ)＝電圧／(エ)＝鉄損：飽和した磁束が急峻に変化するため、二次巻線には大きな電圧（高電圧）が誘起されて絶縁を脅かし、同時に鉄心では磁束密度の増大により鉄損が過大となって過熱・焼損の恐れがある。だからCTの二次側は「短絡はよいが開放は絶対禁止」（計器を外すときは先に二次側を短絡する）。(オ)＝直列：一次端子のある変流器は、その端子を被測定線路に直列に接続して負荷電流をそのまま流す（計器用変圧器VTが線路に並列に接続するのと対照的）。よって(4)。

問題の解説

STEP1　(ア)(イ)を判定

CTの二次側は電流計・継電器など低インピーダンス負荷でほぼ短絡状態が正常→(ア)＝低インピーダンス。通電中の二次開放が絶対禁止→(イ)＝開放。この時点で(4)(5)に絞られる。

STEP2　(ウ)(エ)を判定

二次開放→反作用起磁力が消え磁束が飽和→二次巻線に高電圧が誘起され、鉄心の鉄損が過大→過熱・焼損→(ウ)＝電圧、(エ)＝鉄損。(5)の銅損が消える（開放中は二次電流が流れないので銅損はむしろゼロ）。

STEP3　(オ)を確認

一次端子のある変流器は被測定線路に直列接続（電流を測る計器は直列が原則。並列はVT）→(オ)＝直列。よって答えは(4)。

答え：(4)

まとめ

(ア)低インピーダンス	CT二次は電流計等の低Ω負荷・ほぼ短絡状態が正常
(イ)開放	通電中の二次開放は絶対禁止
(ウ)電圧	開放→磁束飽和→二次に高電圧が発生
(エ)鉄損	磁束密度増大で鉄損過大→過熱・焼損
(オ)直列	CTの一次端子は被測定線路に直列接続→答えは(4)

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