《電力》〈配電〉[H22:問4]高圧配電線の保護方式に関する空欄穴埋問題

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，高圧配電線の保護方式に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる最も適切な語句又は数値を解答群の中から選びなさい。

非接地三相$ \ 3 \ $線式高圧配電方式は回路の$ \ \fbox {　（１）　} \ $を接地しない方式である。しかし，通常，配電用変電所において配電線保護として$ \ \fbox {　（２）　} \ $検出を行うため，$ \ \fbox {　（２）　} \ $検出用の計器用変圧器が設置されており，その二次あるいは三次側$ \ \Delta \ $結線の開放端に$ \ \fbox {　（３）　} \ $リレーの適正動作と$ \ \fbox {　（４）　} \ $防止を兼ねて数十$ \ [\Omega ] \ $程度の制限抵抗が接続されるので，一次側に換算すると$ \ \fbox {　（５）　} \ [\Omega ] \ $の高抵抗接地となる。

〔問4の解答群] \[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　感　電　　　　　&（ロ）&　母線保護　　　　　&（ハ）&　逆相電圧 \\[ 5pt ] &（ニ）&　100 \ ～ \ 1 \ 000　　　　　&（ホ）&　5 \ 000 \ ～ \ 10 \ 000　　　　　&（ヘ）&　異常電圧 \\[ 5pt ] &（ト）&　短絡方向　　　　　&（チ）&　零相電圧　　　　　&（リ）&　中性点 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　負荷機器　　　　　&（ル）&　地絡方向　　　　　&（ヲ）&　正相電圧 \\[ 5pt ] &（ワ）&　高低圧混触　　　　　&（カ）&　100 \ 000 \ ～ \ 200 \ 000　　　　　&（ヨ）&　一線路 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

高圧配電線の保護方式に関する問題です。
高圧配電線では一線地絡時の健全相電位上昇があまり問題にならないのと，電磁誘導障害の観点から非接地方式が採用されますが，配電用変電所においては地絡事故検出のため地絡方向継電器と接地用変圧器が使用されています。

1.接地用変圧器二次側抵抗の一次換算
図1に示すような接地用変圧器が配電用変電所に施設されているとします。
接地変圧器の二次側については挿入された抵抗は各相で均等に分担すると考えれば良いので，一相あたりの分担は$ \ \displaystyle \frac {r}{3} \ $となり，これを一次側換算すると，
\[
\begin{eqnarray}
\frac {r}{3}\times \left( \frac {6 \ 600}{110}\right) ^{2}&=&1 \ 200r \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] となります。この中性点抵抗値は$ \ 3 \ $線の抵抗値となるので，$ \ 1 \ $線あたりでは，
\[
\begin{eqnarray}
\frac {1 \ 200r}{3}&=&400r \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\] となります。

【解答】

(1)解答：リ
題意より解答候補は，（リ）中性点，（ヌ）負荷機器，（ヨ）一線路，等になると思います。
非接地三相$ \ 3 \ $線式高圧配電方式は変圧器の中性点を接地しない方式です。

(2)解答：チ
題意より解答候補は，（ハ）逆相電圧，（チ）零相電圧，（ヲ）正相電圧，等になると思います。
配電用変電所では一線地絡時の配電線保護の観点から零相電圧$ \ \displaystyle \left( {\dot V}_{0}=\frac {{\dot V}_{\mathrm {a}}+{\dot V}_{\mathrm {b}}+{\dot V}_{\mathrm {c}}}{3}\right) \ $を検出します。

(3)解答：ル
題意より解答候補は，（ロ）母線保護，（ト）短絡方向，（ル）地絡方向，等になると思います。
このうち配電線保護の観点で最も適切なのは，地絡方向リレーの適正動作となります。

(4)解答：ヘ
題意より解答候補は，（イ）感電，（ヘ）異常電圧，（ワ）高低圧混触，等になると思います。
制限抵抗の設置目的として最も適当なのは異常電圧防止となります。

(5)解答：ホ
題意より解答候補は，（ニ）$ \ 100 \ ～ \ 1 \ 000 \ $，（ホ）$ \ 5 \ 000 \ ～ \ 10 \ 000 \ $，（カ）$ \ 100 \ 000 \ ～ \ 200 \ 000 \ $，になると思います。
ワンポイント解説「1.接地用変圧器二次側抵抗の一次換算」の通り，数十$ \ [\Omega ] \ $程度の制限抵抗が接続された場合，一次側に換算すると$ \ 5 \ 000 \ ～ \ 10 \ 000 \ [\Omega ] \ $が適当となります。