トランス(変圧器)の短絡電流と焼損

質問

『変圧器の二次側を無負荷で短絡した際に流れる短絡電流は、制限するインピーダンスが漏れリアクタンスと巻線抵抗のみとなるため大電流となり巻線が焼損する』とよくみます。

焼損に関わるのは巻線抵抗で生じるジュール熱であって、漏れリアクタンスで消費される電力は磁気エネルギーとして貯められたり放出されたりする、と言う解釈で合っていますでしょうか？

また、短絡電流の位相は、二次側誘導起電力と90度遅れになりますか？(巻線抵抗に比べて漏れリアクタンスは相当に大きくなりますか？)

拙い質問になりますが、ご教示のほど何卒よろしくお願いいたします。

※OKWAVEより補足：「技術の森( 開発・設計)」についての質問です。

回答No.1

ohkawa3 · ベストアンサー

＞焼損に関わるのは巻線抵抗で生じるジュール熱であって、漏れリアクタンスで消費される電力は磁気エネルギーとして貯められたり放出されたりする、と言う解釈で合っていますでしょうか？
→ 間違っていませんが、教科書などの著者は、「漏れリアクタンスと巻線抵抗」は、短絡電流を制限する上で同等の位置づけであることが主旨であって、漏れリアクタンスがジュール熱を発生するとは言っていません。

＞また、短絡電流の位相は、二次側誘導起電力と90度遅れになりますか？(巻線抵抗に比べて漏れリアクタンスは相当に大きくなりますか？)
→ 1kVA程度以下の小容量のトランスでは、抵抗成分が大半を締めます。（短絡電流は、電圧とほぼ同相です。）
これに対して、変電所で使うようなMVAクラスのトランスでは漏れリアクタンスの方が相当に大きいです。（短絡電流は、電圧に対して90°近く遅れます。）

お礼

貴殿のご回答より、力率について誤って理解していたことに気づきました。リアクタンスは電流抑制だけでなく、無効電力としていなすので、電気機器性能には悪いが、事故時には有利…ということですね。また容量毎の力率までご丁寧に本当に感謝します。

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回答No.2

ohkawa3

回答(1)再出
短絡時の巻線抵抗と漏れリアクタンスの関係を表す短絡時の、
力率のざっくりとした値は、次の程度です。
66kV：6.6kV　20MVAクラス　短絡時の力率　10％程度
6.6kV：210V　50kVAクラス　短絡時の力率　60％程度　
200V：100V　500VAクラス　短絡時の力率　96％程度　
100V：20V　　50VAクラス　短絡時の力率　99％程度

お礼

ご丁寧に対応してくださり、ありがとうございました。理解がより深まりました。

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