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【電験攻略】短絡計算は後回し~戦略的撤退~(送電分野⑧)

【電験完全攻略】短絡計算

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今回の記事は、短絡計算の概略だけを説明する。

電験の受験経験がある方はご存じだと思うが、短絡計算はとにかく難しい。

「短絡容量」「基準容量」「線間電圧」「相電圧」「線間電流」「相電流」「容量計算」「%インピーダンス計算」「変圧器」の全てを理解していなくては解けない。

つくづく感じるのは、ドラクエで例えるのであれば「短絡計算」は上級職であるということ。誰かに教えていても、すぐに理解できて計算問題が解ける人は1割程度。
高校の授業でも、クラスのほとんどが理解できていなかったことを覚えている。

実際に勉強を開始すると気が付くが、次々とつまずく。挫折しそうになる。各要素を極めてからでなくては習得はあり得ないことが明確になる。過去の試験問題を見ても、問題が難しければ、得点できない可能性も十二分にあり得ると思うだろう。
そのため、時間がない方は違う分野を勉強した方がいい。戦略的撤退だ。

今回、色々検討した結果、ブログで紹介しても分かりづらいことがわかった。正直、数字が羅列した記事を読んでも面白くもないし、やる気が下がる。PDFのようなもので、しっかりと紹介しようと思う。

本記事では短絡の現象と基準容量という考え方を学んで欲しい。今後、小出しで短絡計算に必要な知識を解説していくので、徐々に知識を身に付けて欲しい。そして、短絡計算に挑む時は共に頑張ろう。

短絡とは何か

短絡について、質問すると、よくわからないという方が必ずいる。
現に、出版社からの仕事で「短絡を詳細に書いて欲しい」といったコメントをもらっている。
ただお伝えしたいことは「計算自体は難しいが、現象自体は難しく考えることはない」ということ。
現象としては、回路を途中でショートカットしてしまうことだ。
しかも抵抗を挟まずに大電流が流れてしまう現象だ。教科書風な言葉で表現するのであれば、「電気回路上で、二点間を小さい抵抗でつなぐこと」

基準容量とは何か

短絡電流を求める問題の中で、何が厄介かというとこの「基準容量」という考え方があることである。過去問を調べると、下記のような回路図が大量に見つかるだろう。

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短絡電流を求める問題は、シンプルに電源があって抵抗があって、電流を求めるといった問題形式ではないから難しい。
なぜ、こんなことをしなくてはいけないかというと、変圧器の仕組みが関係している。今後、変圧器についても、解説していくが「変圧比」「巻線比」という変圧器ならではのものがある。ここでは詳細は述べないが、変圧器は電圧を変圧するために一次側と二次側の巻線数を変えている。その巻線数のおかげで、計算に必要な等価回路を書くとき、抵抗値が変わってくるのだ。(高校の時に習った方ならば、ぼんやりとあの横に長い回路図が浮かんだのではないだろうか。aといった記号を使って二次側の電圧や抵抗を一次側に換算すると・・・といった授業である。)

こういった経緯があって、計算しやすいようにある基準を設けることで、シンプルに抵抗値同士の計算をできるようにしたものが「基準容量」という考え方である。


【参考】
電験三種の過去問では下記のような問題が出題されている。

基準容量の考え方を用いて、抵抗を求めだし、定格電流から短絡電流を求めるといった典型的な問題である。


【問題】
定格電圧66〔kV〕の電源から三相変圧器を介して二次側に遮断器が接続された系統がある。この三相変圧器は定格容量10〔MV・A〕、変圧比66/6.6〔kV〕、百分率インピーダンスが自己容量基準で7.5〔%〕である。変圧器一次側から電源側をみた百分率インピーダンスを基準容量100〔MV・A〕で5〔%〕とする。図のA点で三相短絡事故が発生したとき、短絡電流はいくつか。

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まとめ

以上「戦略的撤退 短絡計算は後回しにする」の記事になります。
がっつり短絡計算の記事を書いた後、これを読む方がうんざりするのではないかと思い、簡略版の記事にした。
本ブログのテーマは、毎日、どこでもサッと学習できるようにする記事をあげていくものである。モチベーションを下げてしまっては意味がない。
自分は本ブログを運営する中で、一つの狙いがある。

「必要な情報を小出しにして配信することで、読者が気づいたら、色々な問題が解けるといった状態を作りあげたい」

長いスパンで戦う電験という資格を攻略するためには、如何に普段から電験に触れておくかがカギ。
新しく立ち上げた法規もそうだが「電験に必要な知識をより身近に置いてもらうようにすること」を目標に取り組んでいきます。

 

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