《電力》〈送電〉[H24:問3]直流送電の主回路構成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】★★★☆☆（普通）

次の文章は，直流送電の主回路構成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。

直流送電線の主回路構成としては電流を流す$ \ 2 \ $路の一方に大地（又は海水）を用いる大地（又は海水）帰路方式と双方に送電線を用いる導体帰路方式が存在する。また，回路の極数から単極構成と双極構成があり，組み合わせで$ \ 4 \ $とおりの構成が存在する。

単極構成の大地（又は海水）帰路方式では，$ \ \fbox {　（１）　} \ $を少なくすることができ経済的ではあるが，大地帰路電流によりパイプラインなど地下埋設金属の$ \ \fbox {　（２）　} \ $や鉄道の軌道信号への影響が考えられる場合，また，大地（又は海水）帰路電流によって発生する磁界による$ \ \fbox {　（３）　} \ $の影響が考えられる場合には使用できない。この問題は双極構成とすることで回避できるが，片極運用時や事故時など電流がアンバランスとなったときには同様に問題となる。

一方，導体を介して帰路電流を戻す方式が導体帰路方式である。この方式では，帰路導体を片側の変換所の中性点の接地網に接続し，もう一方の変換所では常時は$ \ \fbox {　（４）　} \ $などを介して変換所の接地網から開放しておく。帰路導体は低絶縁設計となっており，架空送電線区間では$ \ \fbox {　（５）　} \ $としての機能をもたせることもできる。

現在わが国で用いられている直流送電では，双極導体帰路方式が採用されている。

〔問3の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　避雷器　　　　　&（ロ）&　線路条数　　　　　&（ハ）&　変圧器数 \\[ 5pt ] &（ニ）&　磁気分離　　　　　&（ホ）&　磁気飽和　　　　　&（ヘ）&　遮断器 \\[ 5pt ] &（ト）&　接地開閉器　　　　　&（チ）&　通信線　　　　　&（リ）&　送電損失 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　架空地線　　　　　&（ル）&　断路器　　　　　&（ヲ）&　電　食 \\[ 5pt ] &（ワ）&　磁気偏差　　　　　&（カ）&　電圧異常　　　　　&（ヨ）&　電　界 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

直流送電の回路構成に関する内容です。基本回路を完璧に描ける必要はありませんが，概要は理解しておく必要があります。出題頻度はさほど高くないですが，直流送電の内容は二次試験にも出てくる内容なので，直流送電のメリット，デメリット等も理解しておくようにしましょう。

1.直流送電の回路構成
①大地帰路方式
図のように，送電線の帰路を大地とすることで，線路の条数が減りコストメリットが高い方法です。大地に帰路電流が流れることから，地下埋設金属の電食や鉄道の軌道信号への影響，磁界発生による磁気偏差の影響が発生する可能性があります。

②導体帰路方式
図2のように，送電線の帰路を導体とし，一方を接地，もう一方を避雷器を介して開放する方法です。大地に電流が流れることによる影響を防止できる効果がありますが，線路の条数が増えコストがかかるようになります。日本では送電線を正と負の２回路設置して，中性線を図2と同じように接地及び避雷器とする双極式が採用されています。

【解答】

(1)解答：ロ
題意より解答候補は，（ロ）線路条数，（ハ）変圧器数，（リ）送電損失，になると思います。ワンポイント解説「1.直流送電の回路構成」の通り，大地帰路方式は帰路の分の線路条数を少なくすることができるので経済的となります。

(2)解答：ヲ
題意より解答候補は，（ヲ）電食，（カ）電圧異常，（ヨ）電界，になると思います。ワンポイント解説「1.直流送電の回路構成」の通り，大地に定格電流が流れることにより，地下埋設金属の電食の懸念があります。

(3)解答：ワ
題意より解答候補は，（ニ）磁気分離，（ホ）磁気飽和，（ワ）磁気偏差，になると思います。帰路電流により磁界の方向が曲げられることを磁気偏差と言います。磁気分離は磁気により物を分離する（例えば鉄の除去）方法，磁気飽和は本来比例関係にある磁束密度と磁界が磁界を上げていっても磁束密度が上昇しなくなる現象をいいます。

(4)解答：イ
題意より解答候補は，（イ）避雷器，（ヘ）遮断器，（ル）断路器，になると思います。ワンポイント解説「1.直流送電の回路構成」の通り，帰路導体は片側の変換所の中性点の接地網に接続し，もう一方は通常時は開放して，異常電圧発生時のみ通電するようにします。したがって，最も適当なのは避雷器となります。

(5)解答：ヌ
題意より解答候補は，（ト）接地開閉器，（チ）通信線，（ヌ）架空地線，になると思います。帰路導体は常時電流が流れるので，接地開閉器や通信線には不適です。接地や避雷器等により大地に逃がすことができるので，架空地線として利用することが可能となります。