三相内接Δ変圧器における2次側の短絡時の電流について

三相内接Δ変圧器で1次側に210Vを印加し、2次側を接地線で短絡した場合、2次電流が流れるかについては、いくつかの要因を考慮する必要があります。この問題に関する理解を深めるために、変圧器の巻数比やインピーダンス（%z）などの条件を踏まえて解説します。

三相内接Δ変圧器の基本的な理解

三相内接Δ変圧器は、三相の電力を変換するために使用される変圧器です。通常、Δ接続された巻線構造は、相間の電圧差を利用して効率的に電力を伝送します。変圧器には、1次側と2次側の巻数比が設定されており、この比率に基づいて電圧が変換されます。

質問にあるように、巻数比が15で、%z（インピーダンス）が5%であるという条件が与えられています。これにより、変圧器の性能や電流の挙動に影響を与える要因が定まります。

接地短絡時の2次電流の挙動

2次側が接地線で短絡されると、通常、短絡電流が流れることになりますが、この流れる電流はインピーダンスや接地状態に依存します。2次側が接地されている場合、短絡による電流は、インピーダンスに基づいて計算されます。

インピーダンスが5%であるため、1次側で印加される電圧（210V）が変圧器を通過する際に、インピーダンスによる電圧降下が発生し、2次側の短絡電流はある程度制限されることになります。そのため、単純な短絡による無限大の電流は流れません。

巻数比と電圧の関係

巻数比が15であるということは、1次側の電圧が2次側に比べて高いことを意味します。したがって、210Vの1次側の電圧が、2次側においては15分の1に相当する電圧が発生します。この電圧は、インピーダンスに基づいて電流の大きさを決定します。

2次側の電圧と電流は、巻数比とインピーダンスの影響を受けて制限されるため、単純に短絡したからといって無制限の電流が流れるわけではなく、所定の範囲内で電流が流れます。

インピーダンスの影響

%z（インピーダンス）が5%であるという条件では、電流の大きさはインピーダンスによって制限されます。インピーダンスが高いほど、流れる電流は小さくなり、逆にインピーダンスが低いと電流が大きくなります。このインピーダンスが5%というのは、適度な制限がかかるため、過大な電流は流れにくく、電圧降下とともに適切な電流が流れることになります。

まとめ

三相内接Δ変圧器における2次側の接地短絡時には、インピーダンスと巻数比によって電流が制限されることになります。接地母線に落とした場合でも、インピーダンスが5%であれば、無限大の電流が流れることはなく、所定の範囲内で電流が流れることが理解できます。これは変圧器の設計に基づく正常な挙動であり、過度な電流が流れることはありません。