電験三種 法規 2022年度 上期 問10
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過電流継電器(以下「OCR」という。)と真空遮断器(以下「VCB」という。)との連動動作試験を行う。保護継電器試験機からOCRに動作電流整定タップ3Aの300%(9A)を入力した時点から,VCBが連動して動作するまでの時間を計測する。保護継電器試験機からの電流は,試験機→OCR→試験機へと流れ,OCRが動作すると,試験機→OCR→VCB(トリップコイルの誘導性リアクタンスは10Ω)→試験機へと流れる(図)。保護継電器試験機において可変抵抗R[Ω]をタップを切り換えて調整し,可変単巻変圧器を操作して試験電圧V[V]を調整して,電流計が必要な電流値(9A)を示すように設定する(この設定中は,OCRが動作しないようにOCRの動作ロックボタンを押しておく)。図のOCR内の※で示した接点は,OCRが動作した時に開き,それによりトリップコイルに電流が流れる(VCBは変流器二次電流による引外し方式)。図のVCBは,コイルに3.0A以上の電流(定格開路制御電流)が流れないと正常に動作しないので,保護継電器試験機の可変抵抗R[Ω]の抵抗値を適正に選択しなければならない。選択可能な抵抗値[Ω]の中で,VCBが正常に動作することができる最小の抵抗値R[Ω]を次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。なお,OCRの内部抵抗,トリップコイルの抵抗及びその他記載のないインピーダンスは無視するものとする。
正解と解説
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5誘導性リアクアン
図のとおり、電流設定時はOCRの接点が閉じているためトリップコイルは短絡されており、回路は可変抵抗Rのみとみなせるので試験電圧は V=9R[V] です。OCRが動作して接点が開くと誘導性リアクタンス10Ωのトリップコイルが直列に入るため、電流は I=V/√(R²+10²)=9R/√(R²+100) となります。これが3.0A以上となる条件は 9R≧3√(R²+100)、すなわち 8R²≧100 より R≧3.54Ω であり、選択できる値のうちこれを満たす最小値は5Ωです。