令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力(電気技術者試験センター)問9
電力
地絡方向継電器に関する問題
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次の文章は,我が国の高低圧配電系統における保護について述べた文章である。
6.6 kV 高圧配電線路は,60 kV 以上の送電線路や送電用変圧器に比べ,電線路や変圧器の絶縁が容易であるため,故障時に健全相の電圧上昇が大きくなっても特に問題にならない。また,1 線地絡電流を[(ア)]するため[(イ)]方式が採用されている。
一般に,多回線配電線路では地絡保護に地絡方向継電器が用いられる。これは,故障時に故障線路と健全線路における地絡電流が[(ウ)]となることを利用し,故障回線を選択するためである。
低圧配電線路で短絡故障が生じた際の保護装置として[(エ)]が挙げられるが,これは,通常,柱上変圧器の[(オ)]側に取り付けられる。
上記の記述中の空白箇所(ア)~(オ)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) | (オ) | |
|---|---|---|---|---|---|
| (1) | 小さく | 非接地 | 同位相 | 高圧カットアウト | 二次 |
| (2) | 大きく | 接地 | 逆位相 | ケッチヒューズ | 一次 |
| (3) | 大きく | 非接地 | 逆位相 | 高圧カットアウト | 二次 |
| (4) | 小さく | 非接地 | 逆位相 | 高圧カットアウト | 一次 |
| (5) | 小さく | 接地 | 同位相 | ケッチヒューズ | 一次 |
- 1(ア) 小さく (イ) 非接地 (ウ) 同位相 (エ) 高圧カットアウト (オ) 二次
- 2(ア) 大きく (イ) 接地 (ウ) 逆位相 (エ) ケッチヒューズ (オ) 一次
- 3(ア) 大きく (イ) 非接地 (ウ) 逆位相 (エ) 高圧カットアウト (オ) 二次
- 4(ア) 小さく (イ) 非接地 (ウ) 逆位相 (エ) 高圧カットアウト (オ) 一次
- 5(ア) 小さく (イ) 接地 (ウ) 同位相 (エ) ケッチヒューズ (オ) 一次
答えと解説
✓ これが正解4(ア) 小さく (イ) 非接地 (ウ) 逆位相 (エ) 高圧カットアウト (オ) 一次
解説
小さく・非接地・逆位相・高圧カットアウト・一次の組合せです。
我が国の6.6 kV高圧配電線路の中性点の扱いと、地絡・短絡に対する保護装置の働きから空白を埋める問です。
6.6 kVの配電線路は絶縁が比較的容易なので、地絡のときに健全相の電圧が上がっても問題になりにくい一方、地絡電流が大きいと通信線への誘導障害や機器の損傷が問題になります。そこで1線地絡電流を小さく(ア)するため、中性点を接地しない非接地(イ)方式が採用されています。このときの地絡電流は、線路の対地静電容量を通って流れる電流です。
多回線の配電線路で1回線が地絡すると、健全な回線の対地静電容量に流れる電流も母線を経て故障点へ向かいます。そのため故障回線と健全回線とでは零相電流の向きが反対、すなわち逆位相(ウ)になります。地絡方向継電器は、零相電圧に対する零相電流の向きを見て故障回線を選びます。
低圧側の短絡などから設備を守る装置として、柱上変圧器の一次(オ)側、つまり高圧側に、ヒューズを内蔵した高圧カットアウト(エ)を取り付けます。
したがって、小さく・非接地・逆位相・高圧カットアウト・一次の組合せが正解です。高圧カットアウトは名前のとおり高圧側、つまり変圧器の一次側に付く、と覚えると見分けられます。
ほかの選択肢の解説
- 1…非接地 (ウ) 同位相 (エ) 高圧カットアウト (オ) 二次:小さく・非接地・高圧カットアウトは合っていますが、地絡電流の向きを同位相、取り付け位置を二次側としている点が誤りです。故障回線と健全回線の電流は逆向きで、高圧カットアウトは高圧の一次側に付きます。
- 2…接地 (ウ) 逆位相 (エ) ケッチヒューズ (オ) 一次:逆位相と一次は合っていますが、地絡電流を大きくするため接地方式を採るとしている点と、保護装置をケッチヒューズとしている点が誤りです。ケッチヒューズは引込線など低圧側に用いるヒューズです。
- 3…非接地 (ウ) 逆位相 (エ) 高圧カットアウト (オ) 二次:非接地・逆位相・高圧カットアウトは合っていますが、地絡電流を大きくするためとしている点と、取り付け位置を二次側としている点が誤りです。非接地方式は地絡電流を小さく抑えるために用いられます。
- 5…接地 (ウ) 同位相 (エ) ケッチヒューズ (オ) 一次:小さく・一次は合っていますが、方式を接地、電流の向きを同位相、保護装置をケッチヒューズとしている点が誤りです。地絡電流を小さくする目的と合うのは非接地方式で、柱上変圧器の一次側には高圧カットアウトを付けます。
出典:令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力 問9(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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