図のように、定格電圧66kVの電源から三相変圧器を介して二次側に遮断器が接続された系統がある。この三相変圧器は定格容量10MV・A、変圧比66/6.6kV、百分率インピーダンスが自己容量基準で 7.5%である。変圧器一次側から電源側をみた百分率インピーダンスを基準容量100MV・Aで5%とするとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
図のA点で三相短絡事故が発生したとき、事故電流を遮断できる遮断器の定格遮断電流の最小値 [kA]として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし、変圧器二次側からA点までのインピーダンスは無視するものとする。
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要点
正解は(2)。合成した\(\%Z\)から短絡電流を求め、事故電流以上で最小の遮断器定格を選ぶ問題です。定格電流を\(\%Z\)で割る流れが要点です。
詳細解説
この問題では、10MVA・6.6kVの基準電流を出し、(a)の合成\(\%Z=8.0\%\)から三相短絡電流を計算します。
基準容量 \(S_n = 10 \, \mathrm{MVA}\)、基準電圧 \(V_n = 6.6 \, \mathrm{kV}\) における定格電流 \(I_n\) は：
\[ I_n = \dfrac{10 \times 10^6}{\sqrt{3} \times 6600} \approx 874.8 \, \mathrm{A} \]
短絡電流 \(I_s\) は、\(\%Z = 8.0\%\) より：
\[ I_s = \dfrac{I_n}{\%Z / 100} = \dfrac{874.8}{0.08} \approx 10935 \, \mathrm{A} \approx 10.9 \, \mathrm{kA} \]
遮断器の定格遮断電流は、事故電流より大きくなければなりません。選択肢の中で 10.9 kA 以上かつ最小のものは 12.5 kA です。
