令和5年度上期　機械科目　問15　電験3種過去問

問題

出典：令和5年度上期第三種電気主任技術者機械科目B問題問15

考え方

単巻変圧器の問題は、回路図を書くことで解ける問題が多い。
そのため、回路図を書いて考えていく。

解答例

図1 問題文の単巻変圧器

(a)
直列巻線とは、端子a-b間の巻線のことである。直列巻線には、二次電流$${I_{2}}$$が流れるので、二次電流$${I_{2}}$$を求めればよい。
今回の問題では、巻線のインピーダンスや鉄損は無視できる。つまり、損失がないということであるから、変圧器の一次側と二次側の電力は等しい。
よって、二次電流$${I_{2}}$$は、

$$
\begin{align}
V_{1}I_{1} &= V_{2}I_{2} \notag\\
I_{2} &= \frac{V_{1}I_{1}}{V_{2}} \notag\\
&= \frac{3000\times 100}{3300}= 90.9 \,{\rm{A}} \tag{1}
\end{align}
$$

となり、(a)の答えは、(4)である。

(b)
単巻変圧器の自己容量とは、直列巻線での容量である。直列巻線にかかる電圧は、図1より一次電圧と二次電圧の差分である。また、直列巻線を流れる電流は、(a)で求めたので、自己容量$${P_{0}}$$は、

$$
\begin{align}
P_{0} &= \left(V_{2}-V_{1}\right)I_{2} \notag\\
&= (3300-3000)\times 90.9 = 27.27 \,{\rm{kVA}}\tag{2}
\end{align}
$$

となり、(b)の答えは(2)である。

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