電験三種 法規過去問 零相電流について

質問

いつもお世話になります。

電験三種の過去問　（平成21年度　法規の問11）　について回答をみても理解できない所がありますのでご教示の程お願い致します。

「図に示すような相電圧 E(V) ,周波数 f(Hz),の対称三相三線式低圧電路がある。トランス中性点にB種接地してある。B種接地抵抗Rb（Ω）、電線路の一相当たりの対地静電容量をC（F)とする。
絶縁劣化により電路の一相のみ絶縁抵抗値Rgに低下した。上記以外のインピーダンスは無視する。

B種接地線に流れる電流Ib（A)を表す式は？他の相のコンダクタンスは無視する。」

上記の様な問で、解の等価回路がRbとC*3が並列になっており、そこにRgが直列になっているのですが、自分は最初RgとC*3の並列にRbが直列になるという様に考えました。

どうしてそういった等価回路になるのかわかりませんので初心者にもわかりやすい解説をして頂きたいです。

よろしくお願いいたします。

回答No.5

sou_tarou · ベストアンサー

地絡電圧をネットで検索したのですが、よくわかりませんでした。
どういう意味で使われていますか？　零相電圧ということですか？

＞ 正しくは対地電圧から地絡抵抗での降下分を差し引いた分が零相電圧と言う事なのですね。

差し引くと言ってもベクトル計算になるので注意してください。

＞ 上記の様に理解しましたので、非接地系統も接地系統と同じく対地電圧から地絡抵抗での降下分を差し引いた分が零相電圧だという理解で正しいのでしょうか？という意味で質問させて頂きました。

抵抗接地系でそのような計算をしたことがないので　よくわかりません。
抵抗接地系では主回路のインピーダンスより、中性点抵抗が主な要因となるので地絡電流×中性点抵抗で求められます。

お礼

回答ありがとうございます。

すみません地絡電圧は自分が言っているだけで決まった言葉では存在しないかもしれません。リンクの(b)図で言う所のEaの事を地絡電圧と書かせて頂いておりました。

お陰様で零相電流に関していろいろと勘違いが解けました。

ありがとうございました。

回答No.4

sou_tarou

＞度々すみません。もしよろしければもう一点確認させてください。

筆が遅いのが気にならなければ、いくつ聞いていただいても

＞と言うことは、零相電圧、電流＝地絡抵抗で分圧された接地抵抗にかかる電圧、電流と言う事になるのでしょうか？

リンク先で　零相電圧はＶｎ　地絡電流はＩｇになります。
地絡電圧というのをどういう風に考えておられるか、読み取れなかったのです。
地絡電圧をＶｇと考えていたということでしょうか？

＞非接地系統の場合も同じく地絡抵抗で分圧された対地静電容量にかかる電圧ということになるのでしょうか？

すみません、非接地系が何と同じか、わかりませんでした。

リンク先の（５）、（６）式を見て下さい。
地絡電流ＩｇがＣ分とＲｎに分流し、ＲｎとＩｒｎの積がＶｎになっていることがわかります。

地絡事故時の概要を記すと地絡点から地絡電流は主回路のＣ分とＧＰＴの制限抵抗（Ｒｎ）を通って変圧器などで合成されて地絡点に戻ります。
（ただし、静電容量によるものが大部分です）
ＣとＲｎに分流するので回路の静電容量（例えばケーブル系）が大きくなるとＶｎは小さくなってしまいます。

テブナンの定理に戻って考えると　端子から回路網を見たときのＺｏがＲｎとＣの合成インピーダンスになります。
また、ついでにＲｎはリン先の下のほう　５参考のところで制限抵抗２５オームの場合で一次側で１０ｋオームになると紹介されています。

質問の要領を得ていないような気がしますので、いろいろ書いてみました。

補足

回答ありがとうございます。

＞地絡電圧をＶｇと考えていたということでしょうか？
いままで地絡電圧を零相電圧＝対地電圧（相電圧Ｅa）だと思っておりました。
正しくは対地電圧から地絡抵抗での降下分を差し引いた分が零相電圧と言う事なのですね。

＞すみません、非接地系が何と同じか、わかりませんでした。
上記の様に理解しましたので、非接地系統も接地系統と同じく対地電圧から地絡抵抗での降下分を差し引いた分が零相電圧だという理解で正しいのでしょうか？という意味で質問させて頂きました。

よろしくお願い致します。

回答No.3

sou_tarou

惜しいです。

＞任意端子２点　ａ，ｂというのがRgの両端でインピーダンスZがRgに当たり、
ここまでは合っています。

＞現れる電圧Eoが零相電圧に当たるという理解でよろしいのでしょうか？

現れる電圧というのは　テブナンの定理の通り　Ｚを接続する前の電圧ですから、リンクの図の左右を見比べていただいて
Ｅａとなっている通り、相電圧がそのまま出てくることになります。

ついでに言うと零相電圧は　リンクの図中ではＶｎとなります。

補足

度々すみません。もしよろしければもう一点確認させてください。

今まで、零相電圧、電流＝地絡電圧、電流だと思っていたのですが、

＞ついでに言うと零相電圧は　リンクの図中ではＶｎとなります。

と言うことは、零相電圧、電流＝地絡抵抗で分圧された接地抵抗にかかる電圧、電流と言う事になるのでしょうか？
非接地系統の場合も同じく地絡抵抗で分圧された対地静電容量にかかる電圧ということになるのでしょうか？

回答No.2

sou_tarou

問題点がわかりました。

＞どうしてあの回路になるのかわかりません。
電源がRgと中性点の間に来ていますがどうして、Rnと中性点の間ではないのでしょうか？

テブナンの定理を確認してください
・回路網の任意端子２点　ａ，ｂにインピーダンスＺを接続宇するとき、Ｚを切り離した状態で現れる電圧をＥｏ
・その端子からみた回路網のインピーダンスをＺｏとすると
Ｉ＝Ｅｏ／（Ｚｏ＋Ｚ）
回路網のＺｏを算出するとき内部の電源は短絡状態で考えます。

Ｉ＝Ｅｏ／（Ｚｏ＋Ｚ）
を回路に書くと　リンク先の図となる。

これでどうですか？

補足

回答ありがとうございます。

多分理解できました。確認お願いします。

任意端子２点　ａ，ｂというのがRgの両端でインピーダンスZがRgに当たり、現れる電圧Eoが零相電圧に当たるという理解でよろしいのでしょうか？

回答No.1

sou_tarou

初心者にもわかりやすい解説をとのことですが、どの程度のレベルを目指していいのかわからなかったので
とりあえず、リンク先を見てみて下さい。

http://www.jeea.or.jp/course/contents/04301/

この問題を解くのに、鳳テブナンの方法と対称座標法の方法の2種類があります。
初心者の方には
おそらくテブナンのほうがとっつきやすいと思います。

等価回路の考え方ですが、リンク先の　テブナンの理の回路を見て下さい。

以上を見ていただいてわからないところを書いていただけると　助かります。

補足

回答ありがとうございます。
リンクを拝見しました。リンクの等価回路の場合その下の式が成り立つのは理解できるのですが、どうしてあの回路になるのかわかりません。
電源がRgと中性点の間に来ていますがどうして、Rnと中性点の間ではないのでしょうか？