定格容量80MV・A、一次側定格電圧33kV、二次側定格電圧11kV、百分率インピーダンス 18.3%(定格容量ベース)の三相変圧器TAがある。三相変圧器 TAの一次側は33kVの電源に接続され、二次側は負荷のみが接続されている。電源の百分率内部インピーダンスは、1.5% (系統基準容量ベース)とする。ただし、系統基準容量は80MV・Aである。なお、抵抗分及びその他の定数は無視する。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
将来の負荷変動等は考えないものとすると、変圧器 TAの二次側に設置する遮断器の定格遮断電流の値[kA] として、最も適切なものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(5)。電源側と変圧器の百分率インピーダンスを足して全 \(\%Z=19.8\%\) とし、11kV側の定格電流から短絡電流を求めます。事故電流を上回る最小の遮断電流を選びます。
詳細解説
変圧器二次側（11kV側）での三相短絡電流を求めます。
基準容量 \(P_n = 80\) MVA に対する全パーセントインピーダンス \(\%Z\) は、
\[ \%Z = \%Z_{source} + \%Z_{TA} = 1.5 + 18.3 = 19.8 \% \]
二次側の定格電流 \(I_n\) は、
\[ I_n = \dfrac{P_n}{\sqrt{3} V_{2n}} = \dfrac{80 \times 10^6}{\sqrt{3} \times 11 \times 10^3} \approx 4199 \, \mathrm{A} \]
短絡電流 \(I_s\) は、
\[ I_s = \dfrac{100}{\%Z} I_n = \dfrac{100}{19.8} \times 4199 \approx 21207 \, \mathrm{A} \approx 21.2 \, \mathrm{kA} \]
遮断器の定格遮断電流は、事故電流（21.2 kA）を上回る必要があります。選択肢の中で21.2kAより大きい最小の値は 25 kA です。
