第三種電気主任技術者(電験三種) 過去問
令和7年度(2025年)上期
問40 (電力 問16(b))

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問題

第三種電気主任技術者(電験三種)試験 令和7年度(2025年)上期 問40(電力 問16(b)) (訂正依頼・報告はこちら)

変電所に設置された一次電圧66kV,二次電圧22kV,容量50MV・Aの三相変圧器に、22kVの無負荷の線路が接続されている。その線路が、変電所から負荷側500mの地点で三相短絡を生じた。
三相変圧器の結線は、一次側と二次側がY−Y結線となっている。
ただし、一次側からみた変圧器の1相当たりの抵抗は0.05Ω,リアクタンスは7Ω,故障が発生した線路の1線当たりのインピーダンスは(0.20+j0.45)Ω/kmとし、変圧器一次電圧側の線路インピーダンス及びその他の値は無視するものとする。次の問に答えよ。

短絡前に、22kVに保たれていた三相変圧器の母線の線間電圧は、三相短絡故障したとき、何kVに低下するか。電圧の値[kV]として、最も近いものを次の選択肢のうちから一つ選べ。
  • 8.70
  • 2.72
  • 5.37
  • 1.34
  • 4.71

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この過去問の解説 (1件)

01

この問題では、三相短絡事故が発生したときに、変圧器二次側母線の線間電圧がどの程度低下するかを求めます。
三相短絡時は対称事故となるため、1相分の等価回路で考えることができます。
短絡点までの線路インピーダンスと、変圧器のインピーダンスを二次側に換算して合成し、その電圧降下から母線電圧を求めます。

選択肢1. 8.70

母線電圧8.70kVとなるためには、短絡時の電圧降下が比較的小さい必要がありますが、実際には変圧器リアクタンスが大きく、これほど高い電圧は保持されません。
この選択肢は誤りです。

選択肢2. 2.72

母線電圧2.72kVは、合成インピーダンスによる電圧降下を過大に見積もった結果であり、計算条件と一致しません。
この選択肢は誤りです。

選択肢3. 5.37

変圧器の一次側インピーダンスを二次側に換算すると、1相当たり
(0.05+j7)×(22/66)² ≈(0.0056+j0.78)Ω となります。
線路インピーダンスは500mより
(0.20+j0.45)×0.5=(0.10+j0.225)Ω です。
これらを合成したインピーダンスによる電圧降下を考慮すると、短絡時の二次側母線の線間電圧は約5.4kVとなります。
この選択肢は正解です。

選択肢4. 1.34

母線電圧1.34kVは、ほぼ全電圧が短絡インピーダンスで失われた場合の値に近く、実際の条件では過小評価となります。
この選択肢は誤りです。

選択肢5. 4.71

母線電圧4.71kVは正解値に比較的近いものの、インピーダンス比を正確に反映した値ではなく、計算結果とは一致しません。

この選択肢は誤りです。

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