第一種電工 電気機器・蓄電池・配線器具 問35：電気機器・蓄電池・配線器具

変圧器の並行運転条件の問題（kiki_07類題・令和4年度（午後）版）。正答ウ「各変圧器のインピーダンス電圧が等しいこと」。変圧器並行運転の必要条件3つのうち、本問ではウ（インピーダンス電圧が等しいこと）が「必要な条件」として問われている。インピーダンス電圧(%Z)が異なると負荷分担が容量比に比例せず、一方が過負荷になる。正答ウ（インピーダンス電圧の等しいことが並行運転に必要）。

変圧器並行運転条件の問題。選択肢ウが正答（条件として必要なもの）の場合、並行運転の3必要条件を再確認する。ア（極性を一致させて結線）：必要。逆極性で並列接続すると循環電流による過電流・焼損。イ（変圧比が等しい）：必要。変圧比が異なると二次側に電圧差が生じ循環電流が流れる。ウ（インピーダンス電圧が等しい）：必要。%インピーダンスZ₁・Z₂が異なると各変圧器の分担電流I₁/I₂=Z₂/Z₁となり、%Zが小さい変圧器に多くの電流が流れる→過負荷の危険。エ（効率が等しい）：不要。効率は熱損失の大小を示す指標で、並行運転の電流分担・安定性には直接関係しない。正答ウ（インピーダンス電圧が等しいことは必要な条件）。

【変圧器並行運転の負荷分担定量解析】変圧器並行運転の基本条件はkiki_07でも解説したが、本問ではインピーダンス電圧の重要性に焦点を当てて詳細解析する。

【%インピーダンスと負荷分担】変圧器の等価回路（短絡インピーダンスZsh）での並行運転解析。変圧器1（容量S₁、%Z₁）と変圧器2（容量S₂、%Z₂）の並行運転。各変圧器の定格ベースでのインピーダンス：Z₁_pu=Z₁%/100（pu=per unit）、Z₂_pu=Z₂%/100。共通基準容量Sbへの換算が必要（容量が異なる場合）：Z₁_pu(Sb)=Z₁%/100×Sb/S₁。各変圧器の分担電流（アドミタンスに比例）：I₁/I₂=Y₁/Y₂=（1/Z₁）/(1/Z₂）=Z₂/Z₁（同容量の場合）。%Zが等しければI₁=I₂（容量に比例した均等分担）。

【%Z不一致の影響と制限】%Z₁=5%・%Z₂=6%の1000kV･A変圧器2台並行（合計2000kV･A）：負荷分担比I₁/I₂=6/5=1.2。2000kV･A負荷で：I₁=1091kV･A（109%→過負荷）、I₂=909kV･A（91%→余裕あり）。JEC-2200（変圧器規格）では%Zの許容差を±10%以内（例：標準5%なら4.5〜5.5%）と規定。実際の並行運転では%Zの差が10%以内なら問題少ないが、実務的には5%以内が推奨。

【三相変圧器の追加条件】三相変圧器の並行運転には上記3条件に加え「結線方式（Δ-Y、Δ-Δ等）による位相変位角が等しいこと」が条件に加わる。Δ-Y（30°位相差）とΔ-Δ（0°位相差）の並行運転は不可（30°位相差による循環電流で致命的）。JIS C 4304（配電用変圧器）では三相変圧器の結線記号と位相変位が規定されている。電験三種「電力」では並行運転条件の定性説明、電験二種では%インピーダンスを用いた負荷分担計算が必出。