電験三種(第三種電気主任技術者)「機械」のうち、三相結線と並行運転の問題です(大分類:変圧器・重要度B)。一問一答4問 → 五肢択一4問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答(○×)
重要度:B 難易度:★☆☆
問1:三相変圧器のY-Δ結線では、一次と二次の線間電圧の間に位相差は生じない。
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正解:×
Y-Δ結線(Δ-Y結線)では、一次と二次の線間電圧の間に30°の位相差(角変位)が生じます。
重要度:B 難易度:★☆☆
問2:単相変圧器の並行運転では、2台の極性が異なっていても運転できる。
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正解:×
極性が異なると二次側で巻線が短絡状態になり、大きな循環電流が流れて焼損します。極性が等しいことは並行運転の絶対条件です。
重要度:B 難易度:★☆☆
問3:Δ-Δ結線の三相変圧器とΔ-Y結線の三相変圧器は、二次側に位相差が生じるため並行運転できない。
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正解:○
Δ-Δは角変位0°、Δ-Yは30°なので、二次電圧に位相差が生じて循環電流が流れ、並行運転できません。
重要度:B 難易度:★☆☆
問4:単相変圧器3台による三相結線には、Y-Y、Δ-Δ、Y-Δ、Δ-Yがある。
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正解:○
一次・二次それぞれをY結線かΔ結線にする4通りの組み合わせがあります。
五肢択一
重要度:B 難易度:★☆☆
問5:定格容量50kV·Aの単相変圧器2台をV結線にしたとき、三相負荷に供給できる最大の容量〔kV·A〕の値として、最も近いものはどれか。
- 50.0
- 86.6
- 100.0
- 150.0
- 173.2
【第5問:正解と解説】
正解:2
正解は2です。
V結線の出力は単相変圧器1台の容量の√3倍:√3×50≒86.6kV·A(2台の容量100kV·Aに対する利用率は√3/2≒86.6%)
1:誤り。1台の容量です。
2:正しい。
3:誤り。2台の容量の和です。
4:誤り。3台のΔ結線の容量です。
5:誤り。2台それぞれの容量に√3を掛けて足した値です。
重要度:B 難易度:★☆☆
問6:同じ容量の単相変圧器3台をΔ結線にして三相負荷に電力を供給していたが、1台が故障したため、残りの2台をV結線にして供給することにした。V結線で供給できる容量は、Δ結線のときの何%か。最も近いものを選べ。
- 57.7
- 66.7
- 70.7
- 86.6
- 100.0
【第6問:正解と解説】
正解:1
正解は1です。
Δ結線の容量は3P、V結線の容量は√3P なので、√3P/3P=1/√3≒0.577=57.7%
1:正しい。
2:誤り。台数の比(2/3)です。
3:誤り。1/√2とした値です。
4:誤り。V結線の利用率です。
5:誤り。変わらないとした値です。
重要度:B 難易度:★★☆
問7:定格容量がどちらも100kV·Aで、百分率インピーダンス降下が4%の変圧器Aと6%の変圧器Bを並行運転し、150kV·Aの負荷に供給する。変圧器Aの負荷分担〔kV·A〕の値として、正しいものはどれか。ただし、2台の抵抗とリアクタンスの比は等しいものとする。
- 60
- 75
- 90
- 100
- 150
【第7問:正解と解説】
正解:3
正解は3です。
容量が等しいとき、負荷分担は%インピーダンスに反比例:A:B=1/4:1/6=3:2
A=150×3/5=90kV·A(B=60kV·A)
1:誤り。変圧器Bの分担です(%インピーダンスに比例させています)。
2:誤り。等分した値です。
3:正しい。
4:誤り。定格容量です。
5:誤り。全負荷です。
重要度:B 難易度:★★☆
問8:三相変圧器を並行運転するとき、並行運転が可能な結線の組み合わせとして、正しいものはどれか。ただし、そのほかの並行運転の条件は満たしているものとする。
- Y-Y と Δ-Δ
- Y-Y と Y-Δ
- Δ-Δ と Δ-Y
- Y-Δ と Δ-Δ
- Δ-Y と Y-Y
【第8問:正解と解説】
正解:1
正解は1です。
三相変圧器の並行運転には、相回転と角変位が等しいことが必要です。Y-YとΔ-Δは角変位0°、Y-ΔとΔ-Yは30°なので、角変位0°どうしの組み合わせだけが並行運転できます。
1:正しい。どちらも角変位0°です。
2:誤り。Y-Yは0°、Y-Δは30°で、位相差が生じます。
3:誤り。Δ-Δは0°、Δ-Yは30°です。
4:誤り。Y-Δは30°、Δ-Δは0°です。
5:誤り。Δ-Yは30°、Y-Yは0°です。
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