令和5年度 上期 電験3種 機械 問15の過去問解説

定格一次電圧$3000\mathrm{V}$、定格二次電圧が$3300\mathrm{V}$の単相単巻変圧器について、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、巻線のインピーダンス、鉄損は無視できるものとする。

(a) この単相単巻変圧器の二次側に負荷を接続したところ、一次電圧は$3000\mathrm{V}$、一次電流は$100\mathrm{A}$であった。この変圧器の直列巻線に流れる電流値$\left[\mathrm{A}\right]$として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)9.09  (2)10.0  (3)30.9  (4)90.9  (5)110

(b) この変圧器の自己容量$\left[\mathrm{kV⋅A}\right]$として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(1)15.8  (2)27.3  (3)30.0  (4)47.3  (5)81.9

解答・解説

正解(a):(4)、(b):(2)

(a)

一次側電流が$100\mathrm{A}$なので、二次側の電流は、

$$100\times\frac{3000}{3300}=90.90909\left[\mathrm{A}\right]$$

になります。

下図に示す通り直列巻線の電流と二次電流は同じなので、正解は(4)になります。

(b)

単巻変圧器の自己容量は直列巻線における容量を示します。

直列巻線の電圧は$3000\mathrm{V}$であり、そこに$9.09091\mathrm{A}$の電流が流れているので、自己容量は、

$$9.09091\times3000=27272.73\mathrm{V・A}≒27.3\mathrm{kV・A}$$

となります。よって正解は(2)です。

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