令和8年度上期第三種電気主任技術者試験 機械(電気技術者試験センター)問9
機械
単相変圧器に関する問題
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定格容量100kV・A の単相変圧器3 台をΔ-Δ結線した1 組の三相変圧器として使用可能な容量をPΔ[kV・A]とする。これに対して,同一仕様の単相変圧器1 台を追加し,V-V 結線の三相変圧器を2 組並列運転で使用する場合の合計容量をP[kV・A]とする。このとき,PΔ に対するP の比であるP/PΔ の値について,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
- 10.577
- 20.943
- 31.15
- 41.33
- 51.73
答えと解説
✓ これが正解31.15
解説
V結線2組は約346 kV・Aで、300 kV・Aとの比は1.15です。
単相変圧器3台をΔ-Δ結線にすると、3台の定格容量をそのまま使えるので PΔ=3×100=300 kV・A です。これに対し、2台でつくる V 結線の三相出力は、1台の容量の√3 倍、つまり √3×100≒173 kV・A にとどまります。V 結線では変圧器に流れる電流が線電流そのものになり、2台分の容量 200 kV・A のうち√3/2≒0.866(利用率)しか使えないためです。
1台を追加して4台にすると、V-V 結線を2組つくって並列運転できます。合計容量は P=2×√3×100≒346 kV・A です。よって P/PΔ=346/300≒1.15 となります。式で書くと P/PΔ=2√3/3≒1.15 です。
別の見方で確かめると、4台の合計容量 400 kV・A に V 結線の利用率 0.866 を掛けて 400×0.866≒346 kV・A となり、同じ値です。台数を増やしても V 結線である限り利用率 0.866 がかかる、と覚えておくと比較の問に対応できます。
ほかの選択肢の解説
- 10.577:0.577 は、V 結線1組分の 173 kV・A を PΔ の 300 kV・A で割った値(1/√3)です。4台目を追加して V 結線を2組並列にしているので、容量は2組分を合計します。
- 20.943:0.943 は、V 結線1組の容量を1台の√3 倍でなく√2 倍とし、2×√2×100≒283 kV・A を 300 kV・A で割った値です。V 結線の出力は1台の容量の√3 倍です。
- 41.33:1.33 は、4台の容量 400 kV・A をそのまま 300 kV・A で割った値です。V 結線では台数分の容量を使い切れず、利用率 0.866 がかかることが抜けています。
- 51.73:1.73 は、V 結線2組の合計 346 kV・A を、変圧器3台分ではなく2台分の 200 kV・A で割った値(√3)です。比べる相手は3台で組んだΔ-Δ結線の 300 kV・A です。
出典:令和8年度上期第三種電気主任技術者試験 機械 問9(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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