短絡容量を%インピーダンスから求める式と、短絡電流との換算です。
短絡容量は、短絡したときに流れる電流と電圧から求める容量(三相は √3 × 線間電圧 × 短絡電流)で、その点から電源側をみた %Z が小さいほど大きくなります。基準容量と %Z から次の式で求めます。
計算式
河村電器産業の技術資料の %インピーダンス法の計算例は、電源の短絡容量を 1000 MVA(三相)・500 MVA(単3)として、1000 kVA 基準の電源インピーダンス ZL に直しています。1000 kVA ÷ 1,000,000 kVA(1000 MVA)× 100 = 0.1 %、1000 kVA ÷ 500,000 kVA(500 MVA)× 100 = 0.2 %です。同じ資料の表4・表5 の電源総合インピーダンスは、この換算と変圧器の %Z・X/R から作り直すと、小数3桁まで同じ値になります。
短絡電流との換算
第一種電気工事士の令和8年度下期の学科試験(問8)は、線間電圧 V(kV)の三相配電系統で、受電点からみた電源側の百分率インピーダンスが Z(%・基準容量 10 MVA)のときの受電点の三相短絡電流(kA)の式を問うています。正答は 1000 ÷(√3 × V × Z)です。10 MVA × 100 ÷ Z が短絡容量(MVA)なので、三相短絡電流 = 短絡容量 ÷(√3 × 線間電圧)と同じ式です。
たとえば 6.6 kV・Z 5 %(10 MVA 基準)なら、短絡容量 200 MVA、三相短絡電流 1000 ÷(√3 × 6.6 × 5)= 17.5 kAです。
変圧器の二次側の短絡容量
電源側の %Z を 0 とすると、変圧器の二次側の短絡容量は 定格容量 × 100 ÷ %Z です。1000 kVA・%Z 5 % の変圧器は 20.0 MVAで、210 V の二次側の推定短絡電流は 20.0 MVA ÷(√3 × 210 V)= 55.0 kAです。計算の画面は、推定短絡電流と一緒に短絡容量も表示します。
電源側の短絡容量を %Z に直す
第三種電気主任技術者試験の令和5年度上期 電力(問16)の電源側の %Z 5 %(基準容量 100 MVA)は、短絡容量にすると 100 × 100 ÷ 5 = 2,000 MVA です。これを 10 MVA 基準の %Z に直すと 10 ÷ 2,000 × 100 = 0.5 %で、基準容量の換算で求めた値と同じです。電源側の短絡容量が分かっているときは、変圧器の定格容量を基準容量にした %Z に直して、変圧器の %Z に加えます。