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電験三種/電力/過去問解説:2016年(平成28)問12☆低圧配電系統の構成(穴埋め)

問題文と解答

出典:一般財団法人電気技術者試験センター/平成28年度第三種電気主任技術者試験電力科目A問題問12

次の文章は、低圧配電系統の構成に関する記述である。

放射状方式は、\(\fbox{ (ア) }\) ごとに低圧幹線を引き出す方式で、構成が簡単で保守が容易なことから我が国では最も多く用いられている。

バンキング方式は、同一の特別高圧又は高圧幹線に接続されている2台以上の配電用変圧器の二次側を低圧幹線で並列に接続する方式で、低圧幹線の \(\fbox{ (イ) }\) 、電力損失を減少でき、需要の増加に対して融通性がある。しかし、低圧側に事故が生じ、1台の変圧器が使用できなくなった場合、他の変圧器が過負荷となりヒューズが次々と切れ広範囲に停電を引き起こす \(\fbox{ (ウ) }\) という現象を起こす可能性がある。この現象を防止するためには、連系箇所に設ける区分ヒューズの動作時間が変圧器一次側に設けられる高圧カットアウトヒューズの動作時間より \(\fbox{ (エ) }\) なるよう保護協調をとる必要がある。

低圧ネットワーク方式は、複数の特別高圧又は高圧幹線から、ネットワーク変圧器及びネットワークプロテクタを通じて低圧幹線に供給する方式である。特別高圧又は高圧幹線側が1回線停電しても、低圧の需要家側に無停電で供給できる信頼度の高い方式であり、大都市中心部で実用化されている。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(ア)(イ)(ウ)(エ)
(1)配電用変電所電圧降下ブラックアウト長く
(2)配電用変電所フェランチ効果ブラックアウト長く
(3)配電用変圧器電圧降下カスケーディング短く
(4)配電用変圧器フェランチ効果カスケーディング長く
(5)配電用変圧器フェランチ効果ブラックアウト短く

(3)

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解説

今回は各配電方式の用途や役割が問われましたが、構成についても問われることがあるので、言葉で覚えるだけでなく、図も一緒に覚えておきましょう。

\この知識があれば解ける/
  • (ア):放射状方式とは
  • (イ)(ウ):バンキング方式とは
  • (エ):保護協調とは

(ア):放射状方式とは

(ア)には、配電用変圧器が選択されます。

放射状方式は、配電用変圧器ごとに低圧幹線を引き出す方式で、構成が簡単で保守が容易なことから我が国では最も多く用いられている

ゼキザップ
ゼキザップ

問題に記載されている放射状方式の特徴『保守が容易』『最も多く用いらている』の部分も、ポイントになるので覚えておきましょう。

また、放射状方式は樹枝状方式とも呼ばれます。どちらの名称で出題されても対応できるようになりましょう。

\放射状方式のメリットデメリット
  • 線路の延長が容易
  • 設備費が安い
  • 電力損失、電圧変動が大きくなる

(イ)(ウ):バンキング方式とは

(イ)には電圧降下、(ウ)にはカスケーディングが選択されます。

バンキング方式は、同一の特別高圧又は高圧幹線に接続されている2台以上の配電用変圧器の二次側を低圧幹線で並列に接続する方式で、低圧幹線の電圧降下電力損失を減少でき、需要の増加に対して融通性がある。しかし、低圧側に事故が生じ、1台の変圧器が使用できなくなった場合、他の変圧器が過負荷となりヒューズが次々と切れ広範囲に停電を引き起こすカスケーディングという現象を起こす可能性がある

ゼキザップ
ゼキザップ

問題に記載されているバンキング方式の特徴『電力損失を減少できる』『需要の増加に対して融通性がある』の部分も、ポイントになるので覚えておきましょう。

また、バンキング方式の欠点である『カスケーディングを起こす』については、つまり保護対策が難しい』と解釈できることも覚えておきましょう

\バンキング方式のメリットデメリット
  • 変圧器容量を軽減できる
  • 電力損失・電圧降下が少ない
  • 需要増加に対して融通性がある
  • フリッカが軽減される
  • カスケーディングを起こす ➡ 保護対策が難しい

(エ):保護協調とは

(エ)には短くが選択されます。

この現象(カスケーディング)を防止するためには、連系箇所に設ける区分ヒューズの動作時間が変圧器一次側に設けられる高圧カットアウトヒューズの動作時間より短くなるよう保護協調をとる必要がある

ゼキザップ
ゼキザップ

動作時間を短くすることで、停電範囲を限定することができます。

また、このような対策を『保護協調』と呼びます。穴埋め問題で『保護協調』と『絶縁強調』が2択になるパターンがあるので、それぞれの意味を区別しておきましょう。

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