H25 機械 問15 単相変圧器の高圧側換算と効率

変圧器のB問題をもう一つ。

既知の値は、
・定格容量
・定格一次電圧
・定格二次電圧

分かっていることとして、
①高圧側回路を開放して低圧側回路に定格電圧を加えた時の電力計指示値
②低圧側回路を短絡して高圧側回路にインピーダンス電圧を加えて定格電流を流した時の電力計指示値

①、②がどういうことなのか文章だけでは分かりにくいけれど、①は高圧側開放、低圧側定格電圧なので無負荷試験、②は低圧側短絡、高圧側にインピーダンス電圧なので短絡試験を表している。
無負荷試験では鉄損(電流が流れていなくても生じる損失)、短絡試験では銅損(電流が流れている時のみに生じる損失)が求められる。

(a)
高圧側の巻線抵抗を求める。
巻線定格電圧を比較すると、一次側が高圧であることがわかる。
変圧器の定格容量と一次側の定格電圧が分かっているので、定格一次電流I₁が求められる。

　Pₙ＝V₁I₁
　I₁＝Pₙ／V₁
　　＝10×10³／1,000
　　＝10[A]

無負荷試験(②)時の電力が与えられているので、一次側換算抵抗をRとすると、

　P＝RI₁²
　R＝P／I₁²
　　＝120／10²
　　＝1.2[Ω]

よって(2)が正解。

(b)
求める効率をηとすると、

　η＝出力／入力
　入力＝出力＋損失

設問から出力(定格容量)、①の無負荷試験と②の短絡試験で、損失(鉄損＋銅損)は分かっているので、

　η＝10×10³／(10×10³＋80＋120)
　　≒ 0.9804→98[％]

よって(4)が正解。

内容を理解していれば計算自体は簡単。
聞きなれない問われ方をした時に正しく読み取れるかが問題。

とりあえず変圧器はここまで！
法規にたどり着けるだろうか。。