《電力》〈配電〉[H21:問6]高圧配電線に連系する分散形電源の保護装置に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆（普通）

次の文章は，高圧配電線に連系する分散形電源の保護装置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を解答群の中から選び，その記号をマークシートに記入しなさい。

分散形電源など発電設備が連系する系統において，系統事故が発生して連系する系統が系統電源と切り離された状態（例えば，配電用変電所の遮断器を開放した状態）において，当該系統に連系している発電設備が運転を継続し，当該系統の負荷へ電気を供給している状態のことを\( \ \fbox {　 （１） 　} \ \)という。これに対し，発電設備が系統から解列された状態で，当該発電設備設置者の構内負荷にのみ電力を供給することを\( \ \fbox {　 （２） 　} \ \)といい区別される。\( \ \fbox {　 （１） 　} \ \)になった場合，人身及び設備の安全に対し影響を与えるおそれがあると共に，事故点の被害拡大や復旧遅れなどにより供給信頼度の低下を招くおそれがあることから，保護リレーなどを用いて当該発電設備を当該系統から解列できるような対策を施す必要がある。

逆潮流がない連系の場合には，\( \ \fbox {　 （１） 　} \ \)時に発電設備から系統側へ電力が流出するため，発電設備設置者の受電点に\( \ \fbox {　 （３） 　} \ \)等を設置することにより，逆潮流を検出して自動的に系統から解列することが可能である。

一方，逆潮流がある連系の場合には，系統事故時の解列の確実化を図るため，系統の引出口遮断器開放の情報を通信設備を利用して発電設備へ送り，設備解列を行う\( \ \fbox {　 （４） 　} \ \)を設置するか，\( \ \fbox {　 （５） 　} \ \)を有する装置を設置する方策を採ることとしている。

〔問6の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　通信遮断装置　　　　　&（ロ）&　並列運転　　　　　&（ハ）&　単独運転検出機能 \\[ 5pt ] &（ニ）&　単独運転　　　　　&（ホ）&　逆電カリレー　　　　　&（ヘ）&　自動同期検定 \\[ 5pt ] &（ト）&　逆変換装置　　　　　&（チ）&　自動負荷制限　　　　　&（リ）&　自立運転 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　再閉路　　　　　&（ル）&　過負荷運転　　　　　&（ヲ）&　同期運転 \\[ 5pt ] &（ワ）&　転送遮断装置　　　　　　　　&（カ）&　方向性地絡リレー　　　　　　　　&（ヨ）&　ネットワークリレー \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

分散型電源の高圧連系に関する問題ですが，実質は法規科目の電気設備技術基準の解釈の内容を問う問題です。
電験の電力科目としては非常に珍しい出題パターンですが，法規科目の対策にもなる重要な用語が並んでいますので，用語の定義は理解しておくようにして下さい。

1.分散型電源の系統連系設備に係る用語の定義
電気設備の技術基準の解釈第220条で分散型電源の系統連系設備に係る用語の定義が下記の通り規定されています。

＜電気設備の技術基準の解釈第220条＞
この解釈において用いる分散型電源の系統連系設備に係る用語であって，次の各号に掲げるものの定義は，当該各号による。

一　発電設備等　発電設備又は電力貯蔵装置であって，常用電源の停電時又は電圧低下発生時にのみ使用する非常用予備電源以外のもの

二　分散型電源　電気事業法（昭和39年法律第170号）第38条第4項第四号に掲げる事業を営む者以外の者が設置する発電設備等であって，一般送配電事業者が運用する電力系統に連系するもの

三　解列　電力系統から切り離すこと。

四　逆潮流　分散型電源設置者の構内から、一般送配電事業者が運用する電力系統側へ向かう有効電力の流れ

五　単独運転　分散型電源を連系している電力系統が事故等によって系統電源と切り離された状態において，当該分散型電源が発電を継続し，線路負荷に有効電力を供給している状態

六　逆充電　分散型電源を連系している電力系統が事故等によって系統電源と切り離された状態において，分散型電源のみが，連系している電力系統を加圧し，かつ，当該電力系統へ有効電力を供給していない状態

七　自立運転　分散型電源が，連系している電力系統から解列された状態において，当該分散型電源設置者の構内負荷にのみ電力を供給している状態

八　線路無電圧確認装置　電線路の電圧の有無を確認するための装置

九　転送遮断装置　遮断器の遮断信号を通信回線で伝送し，別の構内に設置された遮断器を動作させる装置

十　受動的方式の単独運転検出装置　単独運転移行時に生じる電圧位相又は周波数等の変化により，単独運転状態を検出する装置

十一　能動的方式の単独運転検出装置　分散型電源の有効電力出力又は無効電力出力等に平時から変動を与えておき，単独運転移行時に当該変動に起因して生じる周波数等の変化により，単独運転状態を検出する装置

十二　スポットネットワーク受電方式　\( \ 2 \ \)以上の特別高圧配電線（スポットネットワーク配電線）で受電し，各回線に設置した受電変圧器を介して\( \ 2 \ \)次側電路をネットワーク母線で並列接続した受電方式

十三　二次励磁制御巻線形誘導発電機　二次巻線の交流励磁電流を周波数制御することにより可変速運転を行う巻線形誘導発電機

2.分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置
電気設備の技術基準の解釈第229条で分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置に関して下記の通り規定されています。

＜電気設備の技術基準の解釈第229条（抜粋）＞
高圧の電力系統に分散型電源を連系する場合は，次の各号により，異常時に分散型電源を自動的に解列するための装置を施設すること。

一　次に掲げる異常を保護リレー等により検出し，分散型電源を自動的に解列すること。

　イ　分散型電源の異常又は故障

　ロ　連系している電力系統の短絡事故又は地絡事故

　ハ　分散型電源の単独運転

二　一般送配電事業者が運用する電力系統において再閉路が行われる場合は、当該再閉路時に、分散型電源が当該電力系統から解列されていること。

三　保護リレー等は、次によること。

　イ　229-1表に規定する保護リレー等を受電点その他故障の検出が可能な場所に設置すること。

※1：分散型電源自体の保護用に設置するリレーにより検出し，保護できる場合は省略できる。
※2：発電電圧異常低下検出用の不足電圧リレーにより検出し，保護できる場合は省略できる。
※3：構内低圧線に連系する場合であって，分散型電源の出力が受電電力に比べて極めて小さく，単独運転検出装置等により高速に単独運転を検出し，分散型電源を停止又は解列する場合又は地絡方向継電装置付き高圧交流負荷開閉器から，零相電圧を地絡過電圧リレーに取り込む場合は，省略できる。
※4：専用線と連系する場合は，省略できる。
※5：転送遮断装置は，分散型電源を連系している配電線の配電用変電所の遮断器の遮断信号を，電力保安通信線又は電気通信事業者の専用回線で伝送し，分散型電源を解列することのできるものであること。
※6：単独運転検出装置は，能動的方式を\( \ 1 \ \)方式以上含むものであって，次の全てを満たすものであること。
　(1) 系統のインピーダンスや負荷の状態等を考慮し，必要な時間内に確実に検出することができること。
　(2) 頻繁な不要解列を生じさせない検出感度であること。
　(3) 能動信号は，系統への影響が実態上問題とならないものであること。
※7：専用線による連系であって，逆電力リレーにより単独運転を高速に検出し，保護できる場合は省略できる。
※8：構内低圧線に連系する場合であって，分散型電源の出力が受電電力に比べて極めて小さく，受動的方式及び能動的方式のそれぞれ1方式以上を含む単独運転検出装置等により高速に単独運転を検出し，分散型電源を停止又は解列する場合は省略できる。
※9：誘導発電機を用いる場合は，設置すること。発電電圧異常低下検出用の不足電圧リレーにより検出し，保護できる場合は省略できる。
※10：同期発電機を用いる場合は，設置すること。
※11：発電機引出口に設置する地絡過電圧リレーにより，系統側地絡事故が検知できる場合又は地絡方向継電装置付き高圧交流負荷開閉器から，零相電圧を地絡過電圧リレーに取り込む場合は，省略できる。
※12：誘導発電機（二次励磁制御巻線形誘導発電機を除く。）を用いる，風力発電設備その他出力変動の大きい分散型電源において，周波数上昇リレー及び周波数低下リレーにより単独運転を高速かつ確実に検出し，保護できる場合は省略できる。
(備考)
1．〇は，該当することを示す。
2．逆潮流無しの場合であっても，逆潮流有りの条件で保護リレー等を設置することができる。

【解答】

(1)解答：ニ
題意より解答候補は，（ロ）並列運転，（ニ）単独運転，（リ）自立運転，（ル）過負荷運転，（ヲ）同期運転，等になると思います。
ワンポイント解説「1.分散型電源の系統連系設備に係る用語の定義」の通り，系統事故が発生して連系する系統が系統電源と切り離された状態において，当該系統に連系している発電設備が運転を継続し当該系統の負荷へ電気を供給している状態を単独運転と言います。

(2)解答：リ
題意より解答候補は，（ロ）並列運転，（ニ）単独運転，（リ）自立運転，（ル）過負荷運転，（ヲ）同期運転，等になると思います。
ワンポイント解説「1.分散型電源の系統連系設備に係る用語の定義」の通り，発電設備が系統から解列された状態で，当該発電設備設置者の構内負荷にのみ電力を供給することを自立運転と言います。

(3)解答：ホ
題意より解答候補は，（ホ）逆電カリレー，（カ）方向性地絡リレー，（ヨ）ネットワークリレー，等になると思います。
ワンポイント解説「2.分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置」電気設備の技術基準の解釈第229条229-1表の通り，逆潮流がない連系の場合に単独運転時に発電設備から系統側へ電力が流出する逆潮流を検出するために，発電設備設置者の受電点に設置するのは逆電カリレーとなります。

(4)解答：ワ
題意より解答候補は，（イ）通信遮断装置，（ト）逆変換装置，（ワ）転送遮断装置，になると思います。
ワンポイント解説「1.分散型電源の系統連系設備に係る用語の定義」の通り，系統の引出口遮断器開放の情報を通信設備を利用して発電設備へ送り，設備解列を行うのは転送遮断装置となります。

(5)解答：ハ
題意より解答候補は，（ハ）単独運転検出機能，（ヘ）自動同期検定，（チ）自動負荷制限，等になると思います。
ワンポイント解説「2.分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置」電気設備の技術基準の解釈第229条229-1表の通り，逆潮流がある連系の場合には，単独運転検出機能を有する装置を設置する方策を採ります。