平成26年度 上期 学科試験 問49 解説 機器と台数

この問題は、試験に出題された回路図の結線方式を読み取り、対応する単相変圧器の必要台数を導き出すことで正解できます。図中に示された配線が三相電力を供給するために単相変圧器をどのように組み合わせているかを確認してください。

単相変圧器による三相結線の基本

三相交流電力を変圧する場合、単相変圧器を組み合わせて結線を行います。代表的な方式には以下のものがあります。

• Δ-Δ結線：3台の単相変圧器をΔ（デルタ）状に結線します。大容量の送電に適していますが、中性点接地が困難という特徴があります。
• V-V結線：2台の単相変圧器で三相電力を供給します。Δ-Δ結線に比べて設備容量は小さくなりますが、工事費が抑えられるため、比較的容量の小さい負荷に対して活用されます。
• Y-Δ結線：高圧側のY（スター）結線により中性点接地が可能となり、安定した電圧供給が可能です。これも3台の単相変圧器を必要とします。

今回の問題の図で、単相変圧器が3つ並び、それぞれの端子間が三相交流回路として結線されていることが確認できれば、必要な台数は3台であると判断できます。

図面から情報を引き出す力

電気工事士試験において、単に機器の形を覚えるだけでなく、図面上で「どの回路が三相として構成されているか」を判別することは非常に重要です。回路図には変圧器の一次側および二次側の線が描かれていますが、これが3本（三相分）の結線を示していれば、基本的には3台の単相変圧器を設置して変圧を行うのが標準的な構成です。

この問題の意図は、単線結線図や複線結線図における「線路の数」と「機器の機能」をリンクさせることにあります。図中で3組の端子や配線が明確に見えている場合、それは三相電力を扱うための構成であり、変圧器もそれに応じた台数が必要になるという論理を定着させましょう。

実務における変圧器の選定

実際の現場においても、この知識は不可欠です。例えば、受変電設備においてΔ-Δ結線やY-Δ結線を採用する際には、単相変圧器を3台用意し、現地で結線を行う作業が発生します。図面に記載された記号や回路の構成を見て、何台の機器を搬入し、どのように配置すべきかを即座に判断できなければなりません。

また、変圧器の台数は設置スペースやメンテナンス性にも直結します。3台を用いる構成と2台（V結線）を用いる構成では、盤内の配置も変わるため、設計図書を正確に読み取る能力は、試験合格後も現場で信頼される技術者であるための基礎となります。

参考リンク

• 第一種電気工事士試験の過去問解説サイト
• 変圧器の結線方法と特徴（技術解説記事）
• 三相変圧器の原理と結線方式（アカデミックな定義）