電験二種二次・短絡計算｜容量基準をそろえ、送端電圧と短絡容量まで解き切る
%リアクタンスを足す前に、「どの容量を100%としている値か」を一列にそろえます。その後で、求めているのが母線間の電圧なのか、故障点から見た短絡容量なのかを分けます。
この記事では、令和7年度下期の電験三種「電力」問12を無料で完結させ、令和7年度の電験二種二次「電力・管理」問3へ進みます。二種の問3は(1)(2)を一体で扱い、送端電圧と短絡容量を最後まで求めます。
有料部分の追加物は、容量基準の換算票、故障点から二つの電源をたどる経路票、複素電圧の完成計算、77kV側のΩへ戻す独立検算、白紙復元票です。一般的な電力計算の条件整理と共通する部分はありますが、本稿の中心は、指定した二次原問の完成答案と、単位を変えても同じ値になる確認です。
対象範囲と購入前の確認
三相の電力式、複素数、インピーダンスの直並列合成を一度学んだ方を想定しています。p.u.法にまだ慣れていなくても、本文では基準電流・基準インピーダンスからつなぎます。
次の方は、無料部分と公式資料だけで足りる可能性があります。
指定された2問を、容量基準と線間/相電圧を区別して完答できる方
%X法とΩ法で同じ結果になることを自力で確認できる方
正答の数値だけが欲しい方
この記事は試験問題の仮定内での計算です。実設備の遮断器選定、保護協調、運転操作、設計の安全性判断には使わないでください。試験で無視する条件と、実設備で検討する条件は同じではありません。
公式資料
問題文と原図は、以下の公式PDFで確認してください。本稿では必要な数値条件だけを整理し直し、図は比較・検算用に独自に作っています。公式原図の転載やトレースではありません。
出典：令和7年度第三種電気主任技術者下期試験 電力 問12。公式問題・PDF通算15頁、公式解答
出典：令和7年度第二種電気主任技術者二次試験 電力・管理 問3。公式問題・PDF通算7頁、公式標準解答・3〜4頁
確認日：2026年10月18日。原問の条件から独自に導出し、公式正答・標準解答と照合しています。
無料完解：三種下期・電力 問12
この問で最後に選ぶのは、二次側の遮断器の「定格遮断電流」です。短絡電流を計算して、その数値だけを書いて終わらせないようにします。
計算に必要な条件を整理すると、容量基準は20MVA、二次側の線間電圧は6.6kVです。変圧器のインピーダンスは10.6%、一次側から見た電源は1.1%。この二つはどちらも20MVA基準で与えられています。抵抗分などは、原問の指示どおり無視します。
1. 同じ基準なので、そのまま足せる
故障点から電源を見る経路では、電源と変圧器が直列です。
X_total=10.6%+1.1%=11.7%=0.117 p.u.
ここでは基準容量が共通です。違う基準の%値をそのまま足してよい、という意味ではありません。
2. 二次側の基準電流を求める
三相全体の基準容量をS_base、線間基準電圧をV_baseとすると、
I_base=S_base/(√3 V_base)
=20MVA/(√3×6.6kV)
=1.74955kA
MVAをkVで割るとkAになります。最後にもう一度1000で割らないように、単位を付けたまま計算します。
3. 短絡電流から、選ぶ定格へ進む
原問の仮定では、短絡電流の大きさは、
I_sc=I_base/X_total(p.u.)
=1.74955/0.117
=14.9534kA
選択肢から、この計算結果に対応する定格遮断電流を選びます。
答えは20.0kA、選択肢(3)
検算として短絡容量から戻すと、
S_sc=20/0.117=170.940MVA
I_sc=S_sc/(√3×6.6)=14.9534kA
と同じ値になります。計算した短絡電流と、答案で選ぶ定格値を別の欄に残しておくと、何を答える問題だったかが見えます。
無料例の完成票
欄：共通容量基準
記入値：20MVA
欄：故障点の線間基準電圧
記入値：6.6kV
欄：合成X
記入値：10.6%+1.1%=11.7%=0.117p.u.
欄：基準電流
記入値：1.74955kA
欄：計算した短絡電流
記入値：14.9534kA
欄：選択する定格遮断電流
記入値：20.0kA、(3)
ここまでで三種問12の答えと理由は完結しています。正答の確認だけが目的なら、ここまでと公式解答を使ってください。
次の二種問3では、枝ごとの容量基準が異なります。さらに(1)は二つの母線間の電圧、(2)は77kV母線から見た二電源の短絡容量です。同じ原図でも、使う枝を分けて計算します。
