変電所に設置された一次電圧66 [kV]、二次電圧22 [kV]、容量50 [MV・A] の三相変圧器に、22 [kV] の無負荷の線路が接続されている。その線路が、変電所から負荷側500 [m] の地点で三相短絡を生じた。
三相変圧器の結線は、一次側と二次側がY-Y結線となっている。
ただし、一次側からみた変圧器の1相当たりの抵抗は 0.018 [\(\Omega\)]、リアクタンスは 8.73 [\(\Omega\)]、故障が発生した線路の1線当たりのインピーダンスは \((0.20+j0.48)\) [\(\Omega\)/km] とし、変圧器一次電圧側の線路インピーダンス及びその他の値は無視するものとする。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
短絡前に、22 [kV] に保たれていた三相変圧器の母線の線間電圧は、三相短絡故障したとき、何 [kV] に低下するか。電圧 [kV] の値として、最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
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要点
正解は(2)。母線電圧 短絡時の母線（変圧器二次側端子）電圧は、故障点から変圧器までの線路の電圧降下分、あるいは変圧器内部降下を引いた残りです。ここでは線路インピーダンスによる電圧降下として求めます。
詳細解説
全て22kV基準に換算して計算します。
母線電圧
短絡時の母線（変圧器二次側端子）電圧は、故障点から変圧器までの線路の電圧降下分、あるいは変圧器内部降下を引いた残りです。
ここでは線路インピーダンスによる電圧降下として求めます。
母線電圧（相電圧） \(V_{bus}' = I_s \times |Z_{line}|\)。
\(|Z_{line}| = \sqrt{0.10^2 + 0.24^2} = 0.26 [\Omega]\)。
\(V_{bus}' = 10463 \times 0.26 \approx 2720 \text{ [V]}\)。
線間電圧に換算: \(V_{bus} = 2720 \times \sqrt{3} \approx 4711 \text{ [V]} = 4.71 \text{ [kV]}\)。
よって(2)。
