令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力(電気技術者試験センター)問7
電力
変流器に関する問題
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次の文章は,計器用変成器に関する記述である。
計器用変成器において,変流器の二次端子は,常に[(ア)]負荷を接続しておかねばならない。特に,一次電流(負荷電流)が流れている状態では,絶対に二次回路を[(イ)]してはならない。これを誤ると,二次側に大きな[(ウ)]が発生し[(エ)]が過大となり,変流器を損傷する恐れがある。また,一次端子のある変流器は,その端子を被測定線路に[(オ)]に接続する。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)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) | (オ) | |
|---|---|---|---|---|---|
| (1) | 高インピーダンス | 短絡 | 電圧 | 鉄損 | 直列 |
| (2) | 低インピーダンス | 短絡 | 誘導電流 | 銅損 | 並列 |
| (3) | 高インピーダンス | 短絡 | 誘導電流 | 銅損 | 直列 |
| (4) | 低インピーダンス | 開放 | 電圧 | 鉄損 | 直列 |
| (5) | 高インピーダンス | 開放 | 電圧 | 銅損 | 並列 |
- 1(ア) 高インピーダンス (イ) 短絡 (ウ) 電圧 (エ) 鉄損 (オ) 直列
- 2(ア) 低インピーダンス (イ) 短絡 (ウ) 誘導電流 (エ) 銅損 (オ) 並列
- 3(ア) 高インピーダンス (イ) 短絡 (ウ) 誘導電流 (エ) 銅損 (オ) 直列
- 4(ア) 低インピーダンス (イ) 開放 (ウ) 電圧 (エ) 鉄損 (オ) 直列
- 5(ア) 高インピーダンス (イ) 開放 (ウ) 電圧 (エ) 銅損 (オ) 並列
答えと解説
✓ これが正解4(ア) 低インピーダンス (イ) 開放 (ウ) 電圧 (エ) 鉄損 (オ) 直列
解説
低インピーダンス・開放・電圧・鉄損・直列の組合せです。
変流器(CT)は、大きな一次電流を、計器や継電器で扱える小さな二次電流に変える計器用変成器です。一次電流は線路の負荷で決まり、変流器の側では変えられないという性質から空白を埋めます。
変流器は線路の電流をそのまま一次巻線に流すので、一次端子は被測定線路に直列(オ)に接続します。二次側には電流計や継電器の電流コイルのような低インピーダンス(ア)の負荷をつなぎ、短絡に近い状態で使います。このとき一次電流による磁束は、二次電流の磁束でほとんど打ち消されています。
一次電流が流れている状態で二次回路を開放(イ)すると、打ち消す二次電流がなくなり、一次電流の全部が鉄心を励磁する電流になります。鉄心の磁束が非常に大きくなって飽和し、二次巻線には高い電圧(ウ)が誘導されて絶縁が壊れるおそれがあります。また磁束が大きくなると鉄心で生じる鉄損(エ)が過大になり、過熱して変流器を損傷します。
したがって、低インピーダンス・開放・電圧・鉄損・直列の組合せが正解です。変流器の二次は開放厳禁、計器用変圧器の二次は短絡厳禁、と対にして覚えると取り違えません。
ほかの選択肢の解説
- 1…短絡 (ウ) 電圧 (エ) 鉄損 (オ) 直列:電圧・鉄損・直列は合っていますが、二次側の負荷を高インピーダンスとし、禁止する操作を短絡としている点が誤りです。変流器の二次は短絡に近い低インピーダンスで使い、避けるべきは開放です。
- 2…短絡 (ウ) 誘導電流 (エ) 銅損 (オ) 並列:低インピーダンスは合っていますが、二次回路の短絡を禁止とし、発生するものを誘導電流、過大になるものを銅損、接続を並列としている点が誤りです。開放で高い電圧が生じ、鉄損が増えます。
- 3…短絡 (ウ) 誘導電流 (エ) 銅損 (オ) 直列:直列は合っていますが、残りの四つが誤りです。二次負荷は低インピーダンス、禁止するのは開放で、そのとき二次側に高い電圧が生じ、磁束が増えることで鉄心の鉄損が過大になります。
- 5…開放 (ウ) 電圧 (エ) 銅損 (オ) 並列:開放と電圧は合っていますが、二次負荷を高インピーダンス、過大になる損失を銅損、一次端子の接続を並列としている点が誤りです。開放時は電流ではなく磁束が増えるので、増えるのは鉄損です。
出典:令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力 問7(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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