《電力》〈配電〉[H29:問12]高低圧配電系統の保護に関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★★☆☆(普通)

次の文章は,我が国の高低圧配電系統における保護について述べた文章である。

\(6.6\mathrm {kV}\)高圧配電線路は,\(60\mathrm {kV}\)以上の送電線路や送電用変圧器に比べ,電線路や変圧器の絶縁が容易であるため,故障時に健全相の電圧上昇が大きくなっても特に問題にならない。また,1線地絡電流を\(\fbox {  (ア)  }\)するため,\(\fbox {  (イ)  }\)方式が採用されている。
一般に,多回線配電線路では地絡保護に地絡方向継電器が用いられる。これは,故障時に故障線路と健全線路における地絡電流が\(\fbox {  (ウ)  }\)となることを利用し,故障回線を選択するためである。
低圧配電線路で短絡故障が生じた際の保護装置として\(\fbox {  (エ)  }\)が挙げられるが,これは,通常,柱上変圧器の\(\fbox {  (オ)  }\)側に取り付けられる。

上記の記述中の空白箇所(ア),(イ),(ウ),(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして,正しいものを正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

【ワンポイント解説】

1.各中性点接地方式の特徴
中性点接地方式は表1のように4種類あり,電圧階級によって最適な接地方法を選択します。問題文にある通り,\(6.6kV\)高圧配電線路の場合,故障時に健全相の電圧上昇が大きくなっても(\(\sqrt {3}\)倍になっても)特に問題にならないので,非接地方式を採用します。

表 1  中性点接地方式の比較

 

非接地

消去リアクトル接地

抵抗接地

直接接地

電圧階級

6.6kV

22~77kV

22~154kV

187kV以上

健全相電位上昇

一線地絡電流

最小

2.地絡方向継電器の原理
図1に示す通り,多回線配電線路において,地絡事故が発生すると,故障点に向かって電流が流れます。その際,図1の通り,故障点の負荷側の電流の位相が逆となるため,故障相を判定,遮断します。

3.高圧カットアウトとケッチヒューズ
高圧カットアウトもケッチヒューズも柱上機器です。高圧カットアウトは柱上変圧器の一次側に設し,短絡事故等の過電流が生じた時に内部のヒューズで遮断します。ケッチヒューズも過電流保護を行いますが,電柱側に設置します。

【解答】

解答:(3)
(ア)
(イ)
ワンポイント解説「1.各中性点接地方式の特徴」の通り,\(6.6kV\)高圧配電線路は,非接地方式を採用します。非接地方式では,流れる地絡電流は各相の対地静電容量分のみとなります。
(ウ)
図1の通り一線地絡時,故障相と健全相の位相が逆相となるため,この特徴を利用して,地絡方向継電器を動作させます。
(エ)
(オ)
高圧カットアウトもケッチヒューズもヒューズを利用した保護機器ですが,柱上変圧器の一次側に設置するものは,高圧カットアウトになります。