《電力・管理》〈電気施設管理〉[H30:問6]中性点接地方式に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の問は,送配電系統の中性点接地方式に関するものである。

(1) 中性点接地方式には,①非接地方式,②直接接地方式,③抵抗接地方式,④消弧リアクトル接地方式などがある。

 我が国の以下の電圧の送配電系統に対し,上記のうち,どの中性点接地方式が広く用いられているか答えよ。

a 高圧配電系統

b \(154 \ \mathrm {kV} \ \)の送電系統

(2) 消弧リアクトル接地方式の仕組みと目的についてそれぞれ述べよ。

(3) 抵抗接地方式について,直接接地方式と比較した場合の長所,短所をそれぞれ一つずつ述べよ。

【ワンポイント解説】

電験三種の頃から何度も出題されてきている内容なので,かなりの受験生の方が選択された問題ではないかと思います。非常に重要な内容となりますので,復習の意味でももう一度整理しておいて下さい。

1.中性点接地方式
中性点接地方式の分類は電圧階級により下表のように区分されます。配電線のように電圧が低く,地絡発生時の電圧上昇が大きくなってもさほど問題にならない場合は,非接地方式が採用されます。
\[
\begin{array}{|c||c|c|c|c|}
\hline
& 非接地 & 消去リアクトル接地 & 抵抗接地 & 直接接地 \\
\hline
\hline
電圧階級 & \mathrm {6.6kV} & \mathrm {22~77kV} & \mathrm {22~154kV} & \mathrm {187kV}以上   \\
\hline
健全相電位上昇 & 大 & 大 & 中 & 小 \\
\hline
一線地絡電流 & 小 & 最小 & 中 & 大 \\
\hline
価格 & 0 & 高 & 中 & 安 \\
\hline
\end{array}
\]

【解答】

(1)各電圧区分について,どの中性点接地方式が広く用いられているか
(ポイント)
・電圧が低い順に非接地→消弧リアクトル接地&抵抗接地→直接接地となります。

(試験センター解答例)
a 高圧配電系統 → 非接地方式
b \(154 \ \mathrm {kV} \ \)の送電系統 → 抵抗接地方式

(2)消弧リアクトル接地方式の仕組みと目的
(ポイント)
・変圧器の中性点に送電線の対地静電容量と並列共振するリアクタンスで接地する方式で,地絡故障時に並列共振させてアークを消弧します。
・地絡電流は理論上は零となります。
・送電線のねん架不十分におより中性点に残留電圧がある場合,送電線の対地静電容量と直列共振を起こし,中性点電位が異常に上昇するおそれがあります。

(試験センター解答)
(仕組み)
\(1\)線地絡時に故障点から大地を通って,対地静電容量に流れ込む電流を打ち消すようなインダクタンスをもつ消弧リアクトルを中性点に設置し並列共振回路とすることで,地絡故障時のアークを消弧する。

(目的)
線路を遮断せず,そのまま電力の供給を続けること。

(3)抵抗接地方式について,直接接地方式と比較した場合の長所,短所をそれぞれ一つずつ
(ポイント)
・基本的にはワンポイント解説「1.中性点接地方式」の内容が頭に入っていれば,一つずつ程度は出てくると思います。
・1つずつとは限らないので,2つずつ程度は出せるようにしておきましょう。

(試験センター解答)
下記のうち,長所,短所それぞれいずれか\(1\)項目記載してあればよい。
(長所)
① 抵抗接地方式は直接接地方式に比べ,地絡故障時の電流が小さいため,通信線に対する電磁誘導障害が少ない。
② 抵抗接地方式は直接接地方式に比べ,地絡故障時の電流が小さいため,機器や故障点に与える機械的ショックが小さい。
③ 抵抗接地方式は直接接地方式に比べ,地絡故障時の過渡安定度が大きい。
(短所)
① 抵抗接地方式は直接接地方式に比べ,地絡時の健全相の電圧上昇が大きく機器の絶縁レベルを高くとる必要がある。
② 抵抗接地方式は直接接地方式に比べ,接地機器の価格が高い。
③ 抵抗接地方式は地絡事故時の地絡電流を抑制するので,地絡リレーの事故検出機能は直接接地方式に比べ低い。



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