【電験三種：機械】令和元年度　問８

変圧器を並列接続して運転の条件

次の１～４の条件を満たす必要があります。三相変圧器は、更に５・６の条件が追加されます。
下記条件は、論説問題でも問われることがあるため、理解しておいた方が良い内容です。
本問は、これらの条件のうちの２．に関する問題です。

1. 極性が同じであること
   極性が異なる変圧器がつながると、ほぼ短絡状態となり、非常に大きな循環電流が流れて変圧器が焼損します。
2. 変圧比（巻数比）が等しいこと
   変圧比が異なると、電位差が生じるため循環電流が流れてしまいます。
   その結果、銅損の増加と温度上昇につながります。
3. %インピーダンスがほぼ等しいこと
   電流を定格出力に比例するように出力できなくなります。
   その結果、一方の変圧器が過負荷となるおそれがあります。
4. インピーダンスの位相角（X/R比）がほぼ等しいこと
   XRが等しくないと、各々の変圧器から出力される電流に位相差が生じます。
   変圧器間で負荷電流を適切に分担できなくなるため、供給できる電流が減少します。
5. 【３相変圧器】相回転（相順）が同じ
   正相（R相→S相→T相）の変圧器と、逆相（R相→T相→S相）の変圧器がつながると、ほぼ短絡状態となり、非常に大きな循環電流が流れて変圧器が焼損します。
6. 【３相変圧器】角変位（位相変位）が同じ
   三相変圧器ではΔ・Yの結線方式によって、一次側電圧と二次側電圧の間に位相差が発生します。それが角変位です。角変位が一致していない場合、変圧器間の電圧に位相差が生じるため並列運転できません。

循環電流について

２つの変圧器が並列接続されていることによって、閉回路を形成します。
変圧比が異なると、２つの変圧器の二次側の出力に電位差\(ΔV[V]\) が生じるので、電位差\(ΔV[V]\) が電圧源となって２つの変圧器による閉回路に循環電流\(I[A]\) が流れます。

閉回路中に存在するインピーダンスは、２つの変圧器の二次側に換算した巻線抵抗\(R[Ω]\) と、漏れリアクタンス\(X[Ω]\) からなるインピーダンス\(Z[Ω]\) のみです。

循環電流の大きさは、\(I=\frac{ΔV}{|Z|}\)　となります。