問題文
図に示す自家用電気設備で変圧器二次側（210V側）F点において三相短絡事故が発生した。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、高圧配電線路の送り出し電圧は6.6kVとし、変圧器の仕様及び高圧配電線路のインピーダンスは表のとおりとする。なお、変圧器二次側からF点までのインピーダンス、その他記載の無いインピーダンスは無視するものとする。
変圧器仕様：3相 300kVA, 6.6kV/210V
変圧器 %Z：抵抗 2%, リアクタンス 4% (基準容量300kVA)
高圧配電線路 %Z：抵抗 20%, リアクタンス 40% (基準容量10MVA)
F点における三相短絡電流の値 [kA]として、最も近いものを次の1～5のうちから一つ選べ。
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選択肢
基準容量を変圧器容量 \(P_n = 300 \text{ [kVA]}\) に統一します。
1. 配電線路の %Z 換算
\(P_{base} = 10 \text{ [MVA]} = 10000 \text{ [kVA]}\) の値を 300 kVA 基準に換算します。
\(\%Z_L' = (20 + j40) \times \dfrac{300}{10000} = 0.6 + j1.2 \text{ [\%]}\)
2. 変圧器の %Z
\(\%Z_T = 2 + j4 \text{ [\%]}\)
3. 合成 %Z
\(\%Z_{total} = (0.6 + 2) + j(1.2 + 4) = 2.6 + j5.2 \text{ [\%]}\)
大きさ \(|\%Z| = \sqrt{2.6^2 + 5.2^2} \approx 5.814 \text{ [\%]}\)
4. 定格二次電流 \(I_{2n}\)
\(I_{2n} = \dfrac{300 \times 10^3}{\sqrt{3} \times 210} \approx 824.8 \text{ [A]}\)
5. 二次側短絡電流 \(I_{s2}\)
\(I_{s2} = I_{2n} \times \dfrac{100}{\%Z} = 824.8 \times \dfrac{100}{5.814} \approx 14186 \text{ [A]} \approx 14.2 \text{ [kA]}\)