《電力・管理》〈送電〉[H25:問6] 送電線の系統構成に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

送電系統の構成は，ループ系統と放射状系統に大別される。それぞれの特徴を，(1)安定度及び電圧安定性，(2)信頼度，(3)潮流運用，(4)短絡電流の観点から対比して説明せよ。

【ワンポイント解説】

ループ系統と放射状系統はそれぞれ長所と欠点があり，どういう系統かを理解していれば，それぞれの観点からどちらが有利かを予測することが可能です。

1.ループ系統と放射状系統
ループ系統は，ループ状に構成された系統に電力が送られるようにしたもので，放射状系統は一つの電源から各負荷に放射状に送られるようにしたものです。イメージとしてはループ系統が図1，放射状系統が図2のようになります。

①ループ系統
長所
負荷が並列に接続されているので，線路リアクタンスが小さくなり，安定度や電圧安定性に有利となります。また片方の系統が事故が起きても，もう一方の系統で電力供給を継続することができるので信頼度も高いです。
短所
系統構成が複雑であるため，潮流運用は放射状系統より難しくなります。短絡事故時には波及事故が発生しやすくなります。

②放射状系統
長所
系統構成が簡単であり，潮流運用が容易です。また，事故時の保護も容易となります。短絡電流もループ系統より小さくなります。
短所
事故時に系統の切換が必要となります。したがって，信頼度はループ系統より低くなります。安定度や電圧安定性の面でもループ系統より劣ります。

【解答】

(ポイント)
・ほぼワンポイント解説「1.ループ系統と放射状系統」の通りです。それぞれを比較し，長所と短所を述べれば良いと思います。

(試験センター解答例)
(1) 安定度及び電圧安定性
ループ系統では，
・送電ルートが複数あるため，安定度，電圧安定性が高く，送電可能電力（送電能力）が大きい。
放射状系統では，
・送電ルートが一つしかないため，安定度，電圧安定性はループ系統ほど高くなく，送電可能電力（送電能力）も大きくない。

(2) 信頼度
ループ系統では，
・片方のルートが使えなくなっても，残りのルートで送電でき，信頼度が高い。
・保護システムが適切でないと，事故が系統全体に波及し，広域停電に至る可能性がある。
放射状系統では，
・ルート断により下位系統への送電が完全にできなくなるので，ループ系統ほど信頼度は高くない。
・回線数を増やすことでルート断を防ぐ，あるいは，構成上はループ系統とし，常時運用は放射状系統で事故時に系統切換えを行うことで，信頼度低下を抑えることができる。
・事故が系統全体に波及することはない。

(3) 潮流運用
ループ系統では，
・ループ間の潮流を制御することが難しい。
・片方のループが使えなくなったとき，潮流分布が大きく変化する。
放射状系統では，
・潮流制御の必要がない。
・事故時を含み，潮流状況の把握が容易である。

(4) 短絡電流
ループ系統では，
・短絡電流が大きくなりやすく，上位定格の遮断器の採用，あるいは，高インピーダンス機器，限流リアクトルなどの採用，上位電圧，母線分割の採用による系統分割などの抑制策が必要となることがある。
放射状系統では，
・短絡電流はループ系統ほど大きくならない。