配電4【電験3種 電力】非接地で地絡電流を小さく・DGRは逆位相・高圧カットアウトは一次側！令和6年度下期 A問題9 完全解説

今回は令和6年度下期 電力科目 A問題9、我が国の高低圧配電系統の保護に関する空欄補充問題です。6.6kV非接地方式の目的、多回線での地絡方向継電器、柱上変圧器の保護装置と、配電保護の基本が一通り問われます。

ストーリーで覚えましょう：6.6kV配電は絶縁が容易で健全相電圧上昇が問題にならず、1線地絡電流を小さくするため非接地方式を採用。多回線では故障線と健全線の地絡電流が逆位相になるのを利用して地絡方向継電器で故障回線を選択。保護装置の高圧カットアウトは柱上変圧器の一次側に付けます。

出題のポイント

令和6年度下期 電力科目 A問題9：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 【配電】 令和6年度下期 A問題9

　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。

　6.6kV高圧配電線路は、60kV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(ア)するため(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(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(エ)が挙げられるが、これは、通常、柱上変圧器の(オ)側に取り付けられる。

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

	(ア)	(イ)	(ウ)	(エ)	(オ)
(1)	小さく	非接地	同位相	高圧カットアウト	二次
(2)	大きく	接地	逆位相	ケッチヒューズ	一次
(3)	大きく	非接地	逆位相	高圧カットアウト	二次
(4)	小さく	非接地	逆位相	高圧カットアウト	一次
(5)	小さく	接地	同位相	ケッチヒューズ	一次

ポイント解説：非接地で地絡電流を小さく／DGRは逆位相／高圧カットアウトは一次側

(ア)小さく・(イ)非接地：6.6kV配電線路は絶縁が容易で健全相の電圧上昇が問題にならないため、1線地絡電流を小さく抑える非接地方式を採用する。非接地なら地絡時に大地を帰路とする電流経路が対地静電容量経由だけになり、地絡電流が小さくなる（変電39の中性点接地方式の対極）。

(ウ)逆位相：多回線配電線路の地絡保護に地絡方向継電器（DGR）を使う理由は、故障時に故障線路と健全線路の地絡電流が逆位相（逆向き）になることを利用して故障回線だけを選択遮断できるから。零相電圧を基準に零相電流の向き（位相）で判別する。

(エ)高圧カットアウト・(オ)一次：柱上変圧器や低圧配電線路の短絡保護には高圧カットアウト（PC・ヒューズ内蔵）を用い、これは柱上変圧器の一次側（高圧側）に取り付ける——低圧側の短絡でも一次側に過電流が流れてPCヒューズが溶断する。よって(4)。ケッチヒューズ（接地）は選択肢のダミー。

問題の解説

STEP1　(ア)(イ)接地方式

6.6kV配電=絶縁容易→地絡電流を小さく抑える非接地方式。

STEP2　(ウ)DGRの原理

故障線と健全線の地絡電流が逆位相→方向で故障回線選択。

STEP3　(エ)(オ)保護装置

高圧カットアウト・柱上変圧器の一次側→組合せ(4)。

答え：(4)

まとめ

(ア)	小さく（非接地で地絡電流を抑える）
(イ)	非接地（6.6kV配電）
(ウ)	逆位相（DGRの原理）
(エ)	高圧カットアウト（PC・ヒューズ内蔵）
(オ)	一次（柱上変圧器の高圧側）
答え	(4)

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