電験三種 R4年度上期 電力 問12 問題と解説

　問 題　　　　　

次の文章は、配電線路に用いられる柱上変圧器に関する記述である。

柱上に設置される変圧器としては、容量(　ア　)のものが多く使用されている。

鉄心には、けい素鋼板が多く使用されているが、(　イ　)のために鉄心にアモルファス金属材料を用いた変圧器も使用されている。

また、変圧器保護のために、(　ウ　)を柱上変圧器に内蔵したものも使用されている。

三相3線式200Vに供給するときの結線には、Δ結線とV結線がある。

V結線は単相変圧器2台によって構成できるため、Δ結線よりも変圧器の電柱への設置が簡素化できるが、同一容量の単相変圧器2台を使用して三相平衡負荷に供給している場合、同一容量の単相変圧器3台を使用したΔ結線と比較して、出力は(　エ　)倍となる。

上記の記述中の空白箇所(ア)～(エ)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

1. 10～100kV･A　　小型化　　　漏電遮断器　　1/√3
2. 10～30MV･A　　 低損失化　　漏電遮断器　　√3/2
3. 10～30MV･A　　 低損失化　　避雷器　　　　√3/2
4. 10～100kV･A　　低損失化　　避雷器　　　　1/√3
5. 10～100kV･A　　小型化　　　避雷器　　　　√3/2

 

 

 

 

 

　解 説　　　　

(　ア　)に関して、柱上変圧器はその名の通り電柱上にある変圧器で、配電用変電所から送られてくる6,600[V]の電気を100[V]や200[V]に変える働きをしています。その容量は数十[kV・A]のものが多いため、(　ア　)には「10～100kV･A」が入ります。

(　イ　)に関して、鉄心材料に用いられるアモルファス磁性材料は、原子配列に規則性がない非結晶構造を有し、結晶構造を有するけい素鋼材と比較して鉄損が少ないのが特徴です。よって、(　イ　)には「低損失化」を入れるのが適切であると判断できます。

(　ウ　)に関して、柱上変圧器には、変圧器内部及び低圧配電系統内での短絡事故による過電流保護のために高圧カットアウトが設けられていますが、それに加え、落雷などによる外部異常電圧から保護するために、避雷器を内蔵したものも使用されています。よって、(　ウ　)は「避雷器」が入ります。

(　エ　)に関して、Δ結線の出力P_ΔとV結線の出力P_Vは以下のように表すことができます。

• P_Δ：Δ結線の出力[V・A]
• P_V：V結線の出力[V・A]
• P：変圧器1台分の容量[V・A]

よって、Δ結線に対するＶ結線の出力比は、次のように計算できるので、(　エ　)は「1/√3」となります。

以上から、

1. 10～100kV･A
2. 低損失化
3. 避雷器
4. 1/√3

となるので、正解は(4)です。