電験3種（第三種電気主任技術者試験）の機械科目で頻出の「三相変圧器の結線と角変位」。本記事では、平成23年度 A問題8で問われた、一次電圧に対して二次電圧が30°遅れとなる結線を5つの結線図から選ぶ問題を、電圧ベクトル図を交えて解説します。
カギは同じ結線どうしは位相差0°、異種結線（Δ-Y・Y-Δ）は±30°という関係。Δ-Δ・Y-Y・V-Vは0°、Δ-Yは二次が30°進み、Y-Δは二次が30°遅れです。よって正解は(3) Y-Δ結線になります。
出題のポイント：異種結線で生じる±30°の位相差
三相変圧器では、一次と二次の結線方式の組合せによって、一次電圧と二次電圧の間に位相差（角変位）が生じます。一次と二次が同じ結線（Δ-Δ、Y-Y、V-V）なら位相差は0°。異種結線（Δ-Y、Y-Δ）では±30°の位相差になります。電圧ベクトル図を描くと、Δ-Yは二次が30°進み、Y-Δは二次が30°遅れと分かります。
平成23年度 機械科目 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 機械科目 【変圧器】 平成23年度 A問題8
下図は、三相変圧器の結線図である。一次電圧に対して二次電圧の位相が30°遅れとなる結線を次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、各一次・二次巻線間の極性は減極性であり、一次電圧の相順はU, V, Wとする。
（(1) Δ-Δ結線 (2) Δ-Y結線 (3) Y-Δ結線 (4) Y-Y結線 (5) V-V結線 の結線図が示されている）
問題の解説：結線ごとの位相差を確認する
電圧ベクトル図をもとに、各結線の一次・二次の位相差を確認します。30°遅れとなるのはY-Δ結線(3)です。
(1)(4)(5) 同種結線・V結線 — 位相差0°
(1) Δ-Δ結線、(4) Y-Y結線、(5) V-V結線は、いずれも一次電圧と二次電圧の位相差が0°です。同種の結線（または V-V）では位相のずれが生じません。
(2) Δ-Y結線 — 二次が30°進み
(2) Δ-Y結線は、電圧ベクトル図を描くと二次電圧が一次電圧より30°進みになります。よって「30°遅れ」の条件には合いません。
(3) Y-Δ結線 — 二次が30°遅れ（正解）
(3) Y-Δ結線は、電圧ベクトル図を描くと二次電圧が一次電圧より30°遅れになります。これが問題の条件「二次電圧の位相が30°遅れ」に一致します。したがって、正解は (3) Y-Δ結線 です。
ポイント解説：角変位を見分けるコツ
1. 同種結線は0°、異種結線は±30°
Δ-Δ・Y-Y・V-Vは位相差0°、Δ-Y・Y-Δは±30°。まず「同種か異種か」で0°か±30°かを判断し、次に進み／遅れを見分けるのが効率的です。
2. Δ-Yは進み、Y-Δは遅れ
電圧ベクトル図を描くと、Δ-Yは二次が30°進み、Y-Δは二次が30°遅れになります。「一次がΔで始まると進み、Yで始まると遅れ」とセットで覚えると、結線図から素早く判断できます。
3. 角変位は並行運転にも関わる
角変位は変圧器の並行運転の可否を決める重要な条件でもあります。角変位が異なる変圧器どうしは並行運転できません。詳しくは変圧器41（並行運転）で解説しています。
まとめ：各結線の角変位
| 選択肢 | 結線 | 二次電圧の位相 |
|---|---|---|
| (1) | Δ-Δ結線 | 0°（同相） |
| (2) | Δ-Y結線 | 30°進み |
| (3) | Y-Δ結線 | 30°遅れ ← 正解 |
| (4) | Y-Y結線 | 0°（同相） |
| (5) | V-V結線 | 0°（同相） |
三相変圧器の角変位は「同種＝0°、異種＝±30°、Δ-Yは進み・Y-Δは遅れ」を押さえれば確実に得点できます。角変位が関わる変圧器41（並行運転）や、結線方式を扱う変圧器25（Δ-Y結線と巻数比）もあわせて確認しておきましょう。
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