電験3種「機械」のポイント その7 変圧器の三相結線

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電験3種「機械」のお勉強7回目のテーマは「変圧器の三相結線」です。

 

三相交流の変圧器

三相交流の変圧器は、三相変圧器を1台で使用する場合と、単相変圧器を複数台で使用する方法があります。

三相変圧器のほうが1台あたりの重量が大きくてかさばるため、山奥など一部の場所には設置が適していないところもあります。

 

三相変圧の結線方法

三相変圧の際の結線方法は、三相結線のΔ・Y・V結線を組み合わせたものとなります。

三相交流を偏圧する結線方法は、Δ-Δ結線、Y-Y結線、Y-Y-Δ結線、Y-Δ結線、Δ-Y結線、V-V結線があります。

 

三相変圧の出力

一次側または二次側の線電流をI、一次側または二次側の線間電圧をVとすると、三相変圧をした時の出力は $${\sqrt2}・I・V [V・A]$$ となります。

単相の場合、出力はI・V [V・A]となります。

 

変圧器の利用率

変圧器の利用率は、変圧器の容量の合計と、実際の出力の割合となります。

単相変圧器を複数台使用して変圧を行った場合、1台の容量*台数のうち、実際に全体としてどれほどの出力を取り出せるかの割合を利用率といいます。

 

3台の単相変圧器を使用したときの利用率

単相変圧器を3台使用したときの利用率は、およそ58%になります。

利用率を計算すると

$$\frac{\sqrt{3}EI}{3EI}=0.57735 [%]$$

となります。変圧器の容量は、単相変圧器3台分に対して約58%となりますので、覚えておくと出題されたときに役立つでしょう。

利用率について出題頻度が高いのは、単相変圧器を2台使用した場合のおよそ87%、あるいは3台使用したときの約58%です。

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