電験三種（第三種電気主任技術者） 電力 一問一答・五肢択一（全15問）｜%インピーダンスと短絡電流

正解：○

百分率インピーダンス（%Z）は、%Z＝(定格電流×インピーダンス)／定格相電圧×100 で定義されます。定格電流を流したときの電圧降下を、定格相電圧に対する百分率で表した値です。

正解：×

%Z＝P×Z／V²×100 のとおり、オーム値Zと電圧Vが同じなら%Zは容量Pに比例します。基準容量を2倍にすると、%Z′＝6×2＝12%になります。3%は、容量の比を逆に掛けた誤りです。

正解：×

三相短絡電流は Is＝In×100／%Z で、%Zに反比例します。%Zが小さいほど短絡電流は大きくなります。

正解：○

基準容量をそろえた%Zはオーム値に比例するため、直列部分は和、並列部分は逆数の和の逆数で合成できます。

正解：×

%Z＝P×Z／V²×100 なので、Zと基準容量Pが同じなら、%Zは基準電圧Vの2乗に反比例します。

正解：○

並列の電源が増えると合成した%Zが小さくなり、Is＝In×100／%Z より短絡電流は大きくなります。短絡電流を抑えるには、逆に系統を分割します。

正解：×

地絡電流は大地を通って流れるため、その大きさは中性点接地方式（非接地・直接接地・抵抗接地など）によって大きく異なります。三相短絡電流の式は、電線どうしが短絡する三相短絡の計算に使う式です。

正解：4

正解は4です。

1：正しい。三相短絡電流＝基準容量での定格電流×100／%Z なので、%Zが小さいほど短絡電流は大きくなります。

2：正しい。三相短絡容量＝基準容量×100／%Z です。

3：正しい。%Z＝P×Z／V²×100 より、Zが一定なら%ZはPに比例し、V²に反比例します。

4：誤り。遮断器は設置点の短絡電流を遮断できなければならないため、定格遮断電流は三相短絡電流以上のものを選びます。

5：正しい。直列に入れたリアクトルの分だけ短絡点からみた%Zが大きくなり、短絡電流が小さくなります。

正解：3

正解は3です。

電源側：%Zs＝基準容量／短絡容量×100＝10／500×100＝2.0%

変圧器：%Zt＝7.5×10／20＝3.75%（基準容量10MV·Aに換算）

直列なので %Z＝2.0＋3.75＝5.75%

1：誤り。電源側と変圧器を並列として合成しています。直列なので和をとります。

2：誤り。変圧器の%Zだけで、電源側の%Z（10／500×100＝2.0%）を加えていません。

3：正しい。

4：誤り。変圧器の7.5%を基準容量10MV·Aに換算していません。7.5×10／20＝3.75%に換算します。

5：誤り。変圧器の換算で容量の比を逆に掛けています（7.5×20／10）。

正解：2

正解は2です。

基準容量10MV·Aでの6.6kV側の定格電流：In＝10×10⁶／(√3×6.6×10³)≒874.8A

(a)より %Z＝5.75% なので、三相短絡電流：Is＝In×100／%Z＝874.8×100／5.75≒15,213A≒15.2kA

1：誤り。変圧器の%Zを換算せず、%Z＝2.0＋7.5＝9.5%で計算しています。

2：正しい。

3：誤り。変圧器の%Z（3.75%）だけで計算し、電源側の2.0%を加えていません。

4：誤り。定格電流の計算で√3を落としています（10×10⁶／(6.6×10³)）。

5：誤り。%Zは10MV·A基準なのに、定格電流を20MV·Aで計算しています。基準容量をそろえます。

正解：3

正解は3です。

%X＝P×X／V²×100（P：三相の基準容量〔MV·A〕、V：線間電圧〔kV〕）

＝10×8.712／66²×100＝87.12／4,356×100＝2.00%

1：誤り。三相容量を3で割って1相分の容量にしています。線間電圧を使う式では三相容量をそのまま使います。

2：誤り。余分に√3で割っています。

3：正しい。

4：誤り。余分に√3を掛けています。

5：誤り。相電圧（66／√3kV）の2乗で割っています。%Z＝P×Z／V²×100 のVは線間電圧で、Pは三相容量です。

正解：2

正解は2です。

短絡電流は電源の%Z（4.0%）と送電線の%Z（6.0%）の直列（合計10.0%）を流れます。

母線から短絡点までの部分の電圧が母線に残るので、

母線電圧＝66×6.0／(4.0＋6.0)＝39.6kV

1：誤り。短絡中も母線電圧が下がらないとしています。電源の%Zによる電圧降下が生じます。

2：正しい。

3：誤り。電源側の%Zの比（4.0／10.0）を掛けています。母線に残る電圧は、母線から短絡点までの%Z（6.0%）に比例します。

4：誤り。相電圧を答えています。問われているのは線間電圧です。

5：誤り。電源側の%Zの比を掛け、さらに相電圧にしています。

正解：1

正解は1です。

1：正しい。%Z＝(定格電流×Z)／定格相電圧×100、三相短絡容量＝基準容量×100／%Z です。

2：誤り。%Zは、1相分のインピーダンスの電圧降下を定格相電圧で割った値です。

3：誤り。%Zの定義に使うのは定格電流で、短絡容量は基準容量に100／%Zを掛けます。

4：誤り。三相短絡容量は基準容量×100／%Z です。%Z／100を掛けると小さな値になってしまいます。

5：誤り。%Zの定義に使うのは定格電流と定格相電圧です。

正解：3

正解は3です。

電源側：%Zs＝10／400×100＝2.5%、変圧器：%Zt＝9.0×10／15＝6.0%、合計8.5%

In＝10×10⁶／(√3×6.6×10³)≒874.8A

Is＝874.8×100／8.5≒10,291A≒10.29kA

これ以上で最も小さい候補は12kAです。

1：誤り。変圧器の9.0%を換算せずに%Z＝11.5%とすると短絡電流は約7.6kAとなり8kAを選んでしまいますが、正しい短絡電流（約10.3kA）を遮断できません。

2：誤り。短絡電流は約10.3kAで、10kAでは遮断できません。端数を切り捨てて選ぶ誤りです。

3：正しい。短絡電流約10.3kA以上で最も小さい候補です。

4：誤り。電源側の%Z（2.5%）を加えずに変圧器だけ（6.0%）で計算すると約14.6kAとなり16kAを選んでしまいます。

5：誤り。定格電流の計算で√3を落とすと約17.8kAとなり20kAを選んでしまいます。

正解：3

正解は3です。

電源側：%Zs＝10／1,000×100＝1.0%

T1：7.5%（10MV·A基準のまま）、T2：6.0×10／5＝12.0%

T1とT2は並列：7.5×12.0／(7.5＋12.0)≒4.615%

合計：1.0＋4.615≒5.62%

1：誤り。並列の2台を直列として足し合わせています。

2：誤り。並列の2台を平均しています。並列は逆数の和の逆数で合成します。

3：正しい。

4：誤り。電源側の%Z（10／1,000×100＝1.0%）を加えていません。

5：誤り。T2の6.0%を基準容量10MV·Aに換算せずに並列合成しています。T2は6.0×10／5＝12.0%です。