地中送電5【電験3種 電力】直流の遮断は交流より困難!零点がないから 令和5年度下期 A問題11 完全解説

電験3種 電力科目【地中送電】令和5年度下期 A問題11 (3)誤り:直流には電流零点がなく、高電圧大電流の遮断は交流より困難(容易は逆)

今回は令和5年度下期 電力科目 A問題11直流送電の誤り選択問題です。令和7年度下期A問題11(架空送電3)と同じテーマで、長所(非同期連系・安定度)と短所(変換所・遮断・変圧)の整理がそのまま使えます。

交流の遮断器は電流が自然にゼロを通過する瞬間を利用してアークを消します。直流には零点がないため、高電圧大電流の遮断は交流より困難——「容易」は正反対。変電27(真空遮断器)や架空送電3でも繰り返し出る鉄板論点です。

出題のポイント

目次

令和5年度下期 電力科目 A問題11:問題文と選択肢

まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。

電験3種 電力科目 地中送電 令和5年度下期 A問題11 問題文
令和5年度下期 電力科目 A問題11 問題文

電験3種 電力科目 【地中送電】 令和5年度下期 A問題11

 直流送電に関する記述として、誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。

(1) 系統連系のための直流送電では、交直変換所の設置が必要となる。

(2) 交流送電のような同期安定度の問題がないので、長距離送電に適している。

(3) 直流の高電圧大電流の遮断は、交流の場合より容易である。

(4) 直流は、変圧器で簡単に昇圧や降圧ができない。

(5) 交直変換器からは高調波が発生するので、フィルタ設置等の対策が必要である。

ポイント解説:交流遮断は零点頼み——零点のない直流は遮断が難しい

(3)が誤り:交流遮断器は電流が1周期に2回自然にゼロを通過する瞬間にアークを消弧する。直流は電流が一定でゼロ点がないため、大電流を無理に断ち切る必要があり、高電圧大電流の遮断は交流より困難。直流遮断器の開発が今も課題とされるのはこのため(架空送電3の(3)と同じ論点)。

直流送電の長所((1)(2)の背景):(2)交流のような同期安定度の問題がないので長距離大容量に適し、ケーブル送電でも充電電流が流れない。(1)はその代償で、交流系統とつなぐには交直変換所が必須——設備費が高く、短距離では採算が合わない。

直流送電の短所((4)(5)は正しい):(4)変圧器は交流の電磁誘導で動くため、直流のままでは昇圧・降圧が簡単にできない。(5)交直変換器(サイリスタ等)からは高調波が発生するのでフィルタ設置などの対策が必要。長所短所を対で覚えれば、この型の問題はすべて対応できる。

問題の解説

STEP1 長所の確認

同期安定度の制約なし→長距離向き(2)。ただし交直変換所が必要(1)。

STEP2 (3)を判定

交流=零点で消弧/直流=零点なし→遮断は困難。「容易」は逆→誤り。

STEP3 短所の確認

変圧器で昇降圧できない(4)・高調波→フィルタ(5)——正しい。

答え:(3)

💡 覚え方
直流送電の短所3点:「変換所が必要・変圧器が使えない・遮断が困難(零点なし)」+高調波フィルタ。長所は非同期連系・安定度制約なし・充電電流なし・絶縁低減(架空送電3とセット)。

⚠️ よくある間違い
「直流の遮断は容易」に引っかからない——零点がないから困難。変圧器が使えない理由は「電磁誘導は交流でしか働かない」から。高調波の発生源は変換器(直流線路自体ではない)。

まとめ

誤り(3) 直流の遮断は零点がなく交流より困難
交流の遮断電流零点でアーク消弧
長所非同期連系・安定度制約なし・長距離向き(2)
短所交直変換所(1)・変圧器不可(4)・高調波→フィルタ(5)
答え(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・直流送電の総合問題(架空送電3):【電力】令和7年度下期 A問題11
・直流は零点なく遮断困難(変電27):【電力】平成28年度 A問題7

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