1級電気工事施工管理技士 過去問
令和3年度(2021年)
問18 (午前 ロ 問18)

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問題

1級電気工事施工管理技士試験 令和3年度(2021年) 問18(午前 ロ 問18) (訂正依頼・報告はこちら)

変電所の変圧器のインピーダンスを小さくした場合の記述として、不適当なものはどれか。
  • 変圧器の電圧変動率が減少する。
  • 系統の安定度が向上する。
  • 系統の短絡電流が増加する。
  • 変圧器の全損失が増加する。

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この過去問の解説 (4件)

01

変圧器の損失は鉄損と銅損以外は非常に小さいため無視され、

通常は無負荷損は鉄損を,

負荷損は銅損を表し,

全損失Wtは無負荷損Piと全負荷損Pcの和として表されます。

変圧器の全損失は、

鉄損=銅損の時に最小となる。

A:(4)

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02

変圧器のインピーダンスは、変圧器の巻線の漏れ磁束により作用するリアクタンスと、巻線抵抗との合成です。インピーダンスの大小によって、挙動が次のように異なります。

インピーダンスが小さい場合

電圧変動率が小さい

系統の安定度が良くなる

系統の短絡容量が増加する

インピーダンスが大きい場合

・短絡容量を小さくできる

・系統の安定度は悪くなる

変圧器の全損失(無負荷損+負荷損)が増加する

インピーダンスを小さくするには、変圧器の鉄心を大きくすることで、変圧器は鉄の機械となり、全損失が減少します。

選択肢1. 変圧器の電圧変動率が減少する。

〇 正しいです。

選択肢2. 系統の安定度が向上する。

〇 正しいです。

選択肢3. 系統の短絡電流が増加する。

〇 正しいです。

選択肢4. 変圧器の全損失が増加する。

× 誤りです。

変圧器の全損失は減少します。

変圧器の全損失が増加するのは、インピーダンスが大きいためです。

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03

この問題で覚えておくポイントは以下の通りです。

インピータンスが小さくなれば全損失も減少します。

選択肢1. 変圧器の電圧変動率が減少する。

適当です。

選択肢2. 系統の安定度が向上する。

適当です。

選択肢3. 系統の短絡電流が増加する。

適当です。

選択肢4. 変圧器の全損失が増加する。

不適当です。

参考になった数14

04

変圧器のインピーダンスとは、変圧器内部の電流を妨げる抵抗成分のことで、

 変圧器の特性を示す指標となります。

 

主に、巻線の抵抗と、磁束の漏れによる漏れリアクタンスで成り立っており。

 一般的には、定格電圧に対する電圧降下の割合である「パーセントインピーダンス」で表されます。

選択肢1. 変圧器の電圧変動率が減少する。

適当な記述です。

 

電圧変動率とは、無負荷時と負荷時の二次電圧の変化の割合を示すものです。

 

変圧器のインピーダンスが小さいほど、負荷電流による内部電圧降下が小さくなるため、

 負荷変動による電圧の変化が抑えられます。

 

結果として、インピーダンスが小さくなれば電圧変動率が減少します。

選択肢2. 系統の安定度が向上する。

適当な記述です。

 

系統の安定度とは、負荷変動や事故が起きた際に、

 電力系統が正常状態を保つ能力です。

 

変圧器のインピーダンスが小さいと、電圧低下が小さいため、

 電力の融通がしやすくなり、系統の安定度が向上します。

選択肢3. 系統の短絡電流が増加する。

適当な記述です。

 

短絡電流とは、短絡事故が発生したときに流れる過大な電流ですが、

 その大きさは、事故点から電源までのインピーダンスに反比例します。

 

つまり変圧器のインピーダンスを小さくすると、系統全体のインピーダンスが下がり、

 短絡電流は増加することになります。

選択肢4. 変圧器の全損失が増加する。

不適当な記述であり、これが正解です。

 

変圧器の全損失は、磁束によって生じる損失(鉄損)と

 巻線抵抗によって生じる損失(銅損)により生じます。

 

インピーダンスを小さくするということは、

 主に漏れリアクタンスを小さくする設計を意味しており、

 直接には、鉄損にも銅損にも影響しません。

 

ただ、インピーダンスを減らす設計は、間接的に巻線抵抗を減少させることになり、

 銅損を小さくさせます。

 

よって、インピーダンスを減らすと、損失は減少傾向となるため、

 記述の「増加する」が誤りです。

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