【電験3種】電力分野「変電所」の対策・計算問題

電験3種の電力分野における「変電所」の対策・計算問題についてまとめました。

変電所

主な機器 概要
負荷時タップ切替変圧器 変圧器2次側の電圧を一定に保つために、タップの切換えで変圧比を調整する変圧器。送電中の負荷が接続された状態のままで、停電させずに変圧比を調整できる。
アモルファス合金 変圧器の鉄心材料の1つ。ケイ素鋼に比べて(利点)硬い、腐食に強い、鉄損が少ない(欠点)加工しにくい、高価という特徴をもつ。
積層鉄心 絶縁被覆をした薄いケイ素鋼などを積み重ねた鉄心。渦電流損(鉄損)を低減できる。渦電流損は、鉄板の厚さの2条に比例するため、絶縁被覆をした薄い材料を積み重ねることで低減できる。
遮断器 負荷電流が流れている状態でも動作できる開閉器(ブレーカー)。通常の負荷電流だけでなく、短絡や地絡時の事故電流も遮断できる。

遮断器の種類

種別 概要
真空遮断器(VCB) ・ABBより開閉時の騒音が小さい
・ABBより小型・軽量
・GCBより低電圧(高圧受電など)の系統に用いられる。
ガス遮断器(GCB) ・消弧能力と絶縁性に優れたSF6(六ふっ化硫黄)ガスを圧縮し、アークに吹き付けて消弧する遮断器
・ABBよりも開閉時の音が大きい
・ABBよりも小型で、専有面積も小さい
・他の遮断器よりも遮断性能に優れているため、特高等の高電圧に用いられる
空気遮断器(ABB) ・圧縮空気をアークに吹き付けて消弧
・A開閉時の騒音が大きい
・A大型で専有面積が大きい
・A保守が容易

変圧器の種類

結線 中性点接地 誘導障害 位相差 特徴
Y-Y なし 誘導障害等の問題が多いため、Y-Yー⊿結線で用いるのが一般的。
⊿-⊿ 1台故障してもV-V結線として運転継続可能
V-V なし 変圧器2台で運転可能。出力(利用率)が小さい。
⊿-Y 二次側30°進み 昇圧に優れ、送電端に用いられる
Y-⊿ 二次側30°遅れ 降圧に優れ、受電端に用いられる
Y-Y-⊿ なし 第3高調波が生じない

⊿ーY、Y-⊿結線の⊿ー⊿結線、Y-Y結線のように、一次側と二次側の結線が同じ場合、位相差が生じない。結線方法が異なる場合、30°の位相差が生じる。
Y結線を含む結線法は、中性点接地が可能(容易に接地可能で、地絡事故時に異常電圧の発生を防いで機器を保護する)
⊿結線が含まれる結線法は、第3高調波(基本周波数の3倍の周波数をもつ高調波で、周辺機器に悪影響がある)が循環し、外部に出ないため誘導障害が生じにくい。

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