電験三種 令和5年度上期 機械 問8｜電気機器（変圧器）

電験三種「機械」の「電気機器（変圧器）」に関する問題（令和5年度上期 問8）。正答は(3)です。

【基本公式】三相変圧器並行運転条件：①極性一致②変圧比等しい③%Z等しい④角変位（位相変位）等しい。

正答(3)「Δ-YとY-Yは並行運転できる」→誤り。

Δ-Yは一次/二次間で30°位相変位がある。Y-Yは位相変位なし。角変位が異なる変圧器の並行運転は原則不可（大きな循環電流）。

Δ-ΔとY-Y（角変位=0°同士）は並行運転可能。Δ-YとΔ-Y（角変位=30°同士）は並行運転可能。

「Δ-YとY-Yとの並行運転はできるが、Δ-とΔ-Yとの並行運転はできない」が誤り→選択肢(3)が誤り。

【電気機器（変圧器）並行運転の解法と要点】（令和5年度上期 問8）

【並行運転の4条件】

①極性が一致（異なると循環電流→焼損）

②変圧比が等しい（異なると無負荷循環電流→過熱）

③%インピーダンス降下が等しい（異なると容量比例分担不可）

④角変位（位相変位）が等しい（異なると大きな循環電流→焼損）

【結線別の角変位】

Y-Y、Δ-Δ：角変位=0°→同グループ間で並行運転可

Δ-Y（Υ-Δ）：角変位=±30°→別グループ間での並行運転は原則不可

Δ-YとΔ-Y：同じ角変位=並行運転可能

【選択肢(3)の誤りの特定】

「Δ-YとY-Yとの並行運転はできる」→異なる角変位（30°vs0°）→できない。

「Δ-ΔとΔ-Yとの並行運転はできない」→Δ-ΔはΔ-Yと角変位が異なる→できない（こちらは正しい）。

前半の記述が誤り→選択肢(3)全体が誤り→正答(3)

【電気機器（変圧器）並行運転の深層解析と電験三種合格戦略】（令和5年度上期 問8）

【核心論点と正答根拠】

角変位：Y-Y=0°、Δ-Δ=0°、Δ-Y=Υ-Δ=±30°。

異なる角変位の組合せ（Y-Y+Δ-Y等）は大循環電流→不可。

選択肢(3)「Δ-YとY-Yが並行可」が誤り→正答(3)。

【循環電流の定量評価】

角変位差θのとき循環電流Ic=(V₂a-V₂b)/(%Zの合成)

θ=30°の場合：V₂の差≒V₂×2sin(15°)≈0.518V₂→全負荷電流の半分以上→実用不可。

θ=0°でも変圧比が若干異なれば：ΔV/(%Z)で循環電流→過負荷のリスク。

【IEC 60076-1による結線表示（ベクトルグループ）】

Dyn11：一次=Δ、二次=Yのn点引出し・位相角=11×30°=330°（電力系統で最も多用）

Yyn0：一次=Y、二次=Yn・位相角=0°（配電用）

Dd0：Δ-Δ・位相角=0°（大型発電機〜系統連系変圧器）

並行運転時はベクトルグループが同じか確認→誤接続事故の防止。

【電験二種・一種への接続】

電験二種：三相変圧器の結線と等価回路・故障解析（一線地絡・二線短絡等）が出題。

電験一種：変電所変圧器バンクの設計・サードハーモニック（第3次高調波）問題（Δ結線の役割）。