《電力》〈配電〉[H23:問7]配電線の電圧調整の方法に関する空欄穴埋問題

Contents

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，配電線の電圧調整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ものを解答群の中から選びなさい。

低圧需要家への供給電圧を電気事業法で定められた範囲内に維持するためには，配電用変電所の$ \ \fbox {　（１）　} \ $を合理的に調整し，配電系統各部の電圧降下を適切に配分することが必要である。ただし，近年普及してきた分散形電源が接続された系統では，需要家構内の消費電力より発電電力が大きい場合に，需要家から系統側へ電力が供給されるいわゆる$ \ \fbox {　（２）　} \ $が生じ，部分的に系統の電圧上昇を発生することがあるので注意を要する。

また，こう長が長く電圧降下が大きい配電線のように，配電線の電圧を限度内に保持することが困難な場合には，配電線に$ \ \fbox {　（３）　} \ $が使用される他，電力用コンデンサや静止形$ \ \fbox {　（４）　} \ $補償装置（$ \ \mathrm {SVC} \ $及び$ \ \mathrm {STATCOM} \ $）などを用いて，配電線に流れる$ \ \fbox {　（４）　} \ $を調整することにより電圧調整を行うこともある。

その他に，配電線に直列コンデンサを挿入して，配電線のリアクタンスを補償することにより電圧改善を行うこともできるが，配電線事故時の事故電流により$ \ \fbox {　（５）　} \ $が生じるなどの弊害もあるため，あまり採用されていないのが実状である。

〔問7の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　線路電圧調整器　　　　　　　　&（ロ）&　直流電圧　　　　　&（ハ）&　逆潮流 \\[ 5pt ] &（ニ）&　過負荷　　　　　&（ホ）&　不平衡　　　　　&（ヘ）&　過電圧 \\[ 5pt ] &（ト）&　稼働率　　　　　&（チ）&　送出電圧　　　　　&（リ）&　横　流 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　皮相電力　　　　　&（ル）&　バランサ　　　　　&（ヲ）&　限流リアクトル \\[ 5pt ] &（ワ）&　有効電力　　　　　&（カ）&　無効電力　　　　　&（ヨ）&　保護装置 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

配電線における電圧調整に関する問題です。
電気事業法において，需要家における電圧は$ \ 101±6 \ \mathrm {V} \ $もしくは$ \ 202±20 \ \mathrm {V} \ $となっているため，変電所や配電線において電圧の条件を満たすよう調整しなければなりません。

1.配電線路における電圧調整
①負荷時タップ切換変圧器（$ \ \mathrm {LRT} \ $）
　配電用変電所で行う調整で，変圧器のタップを切り換えることで，変圧比を調整し電圧を調整します。
②負荷時電圧調整器（$ \ \mathrm {LRA} \ $）
　配電用変電所に設置する電圧調整器で，母線電圧を調整します。
③柱上変圧器のタップ調整
　高圧線の変電所からの距離に応じて柱上変圧器のタップを調整し，低圧線の電圧を適正範囲内に調整します。
④自動電圧調整器（$ \ \mathrm {SVR} \ $）
　高圧配電線の途中に設置し，タップ切換器，変圧器，制御機構等で構成され，電圧を自動で調整します。
⑤昇圧器
　配電線のこう長が長くなり負荷の端子電圧が低くなる場合に設置します。
⑥電力用コンデンサ
　配電線路上に電力用コンデンサを設置し，開閉することで力率の改善を行い電圧を調整します。

【解答】

(1)解答：チ
題意より解答候補は，（ロ）直流電圧，（ト）稼働率，（チ）送出電圧，（ヌ）皮相電力，（ワ）有効電力，（カ）無効電力，等になると思います。
配電用変電所では供給電圧を適正な範囲内に維持するために，配電線路での電圧降下をふまえ送出電圧を調整しています。ただし，電圧降下は負荷の力率や負荷需要等により日々刻々と変化するため，送出電圧のみの調整では需要家すべての電圧値を適正に維持することは困難となります。

(2)解答：ハ
題意より解答候補は，（ハ）逆潮流，（ホ）不平衡，（ヘ）過電圧，（リ）横流，等になると思います。
太陽光発電所をはじめとする分散型電源が設置されると，負荷需要よりも電力供給の方が大きくなり，需要家から系統側へ有効電力が供給される状態が発生します。これを逆潮流といいます。

(3)解答：イ
題意より解答候補は，（イ）線路電圧調整器，（ル）バランサ，（ヲ）限流リアクトル，（ヨ）保護装置，になると思います。
このうち，配電線路に設置され電圧を調整するものは線路電圧調整器となります。バランサは単相$ \ 3 \ $線式線路に用いる変圧器で，限流リアクトルは系統故障時の故障電流を抑制するために使用される機器です。

(4)解答：カ
題意より解答候補は，（ヌ）皮相電力，（ワ）有効電力，（カ）無効電力，等になると思います。
$ \ \mathrm {SVC} \ $及び$ \ \mathrm {STATCOM} \ $は静止形無効電力調整装置といい，パワーエレクトロニクス技術を用いて連続的に遅れから進みまで無効電力を調整できるものとなります。一般に有効電力のバランスが崩れると周波数が，無効電力のバランスが崩れると電圧が変化します。

(5)解答：ヘ
題意より解答候補は，（ニ）過負荷，（ホ）不平衡，（ヘ）過電圧，（リ）横流，になると思います。
配電線に直列コンデンサを設置すると，事故電流等の大きな電流が流れることで過電圧が生じる可能性があります。したがって，無効電力調整用の電力用コンデンサは並列に接続します。