今回は平成28年度 電力科目 A問題12、低圧配電系統の構成の空欄補充問題です。放射状方式・バンキング方式・低圧ネットワーク方式と、低圧配電の三方式が一度に整理できます。
4つの空欄：放射状方式は配電用変圧器ごとに低圧幹線を引き出す方式。バンキング方式は電圧降下と電力損失を減少できるが、事故時にヒューズが次々切れるカスケーディングを起こす可能性があり、これを防ぐには区分ヒューズの動作時間を高圧カットアウトヒューズより短くする——保護協調が要点です。
出題のポイント
平成28年度 電力科目 A問題12：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】 平成28年度 A問題12
次の文章は、低圧配電系統の構成に関する記述である。
放射状方式は、(ア)ごとに低圧幹線を引き出す方式で、構成が簡単で保守が容易なことから我が国では最も多く用いられている。
バンキング方式は、同一の特別高圧又は高圧幹線に接続されている2台以上の配電用変圧器の二次側を低圧幹線で並列に接続する方式で、低圧幹線の(イ)、電力損失を減少でき、需要の増加に対し融通性がある。しかし、低圧側に事故が生じ、1台の変圧器が使用できなくなった場合、他の変圧器が過負荷となりヒューズが次々と切れ広範囲に停電を引き起こす(ウ)という現象を起こす可能性がある。この現象を防止するためには、連系箇所に設ける区分ヒューズの動作時間が変圧器一次側に設けられる高圧カットアウトヒューズの動作時間より(エ)なるよう保護協調をとる必要がある。
低圧ネットワーク方式は、複数の特別高圧又は高圧幹線から、ネットワーク変圧器及びネットワークプロテクタを通じて低圧幹線に供給する方式である。
上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)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) (1) 配電用変電所 電圧降下 ブラックアウト 長く (2) 配電用変電所 フェランチ効果 ブラックアウト 長く (3) 配電用変圧器 電圧降下 カスケーディング 短く (4) 配電用変圧器 フェランチ効果 カスケーディング 長く (5) 配電用変圧器 フェランチ効果 ブラックアウト 短く
ポイント解説：バンキング方式のカスケーディングと保護協調
(ア)配電用変圧器：放射状（樹枝状）方式は配電用変圧器（柱上変圧器）ごとに低圧幹線を引き出す。構成が簡単・保守が容易で、我が国で最も多い方式。「配電用変電所」ではない（変電所単位ではなく変圧器単位）。
(イ)電圧降下・(ウ)カスケーディング：バンキング方式は2台以上の変圧器二次側を低圧幹線で並列接続し、電圧降下と電力損失を減少できる。しかし1台が使えなくなると他が過負荷になりヒューズが次々と切れ広範囲に停電＝カスケーディングを起こす。「フェランチ効果」「ブラックアウト」ではない。
(エ)短く：カスケーディング防止には、連系箇所の区分ヒューズが変圧器一次側の高圧カットアウトヒューズより先に切れるよう、区分ヒューズの動作時間を短くする保護協調が必要。よって(ア)配電用変圧器・(イ)電圧降下・(ウ)カスケーディング・(エ)短く＝(3)。
問題の解説
STEP1 (ア)放射状方式
配電用変圧器ごとに低圧幹線を引き出す→配電用変圧器。
STEP2 (イ)(ウ)バンキング
電圧降下・電力損失を減少／事故でヒューズ連鎖切れ=カスケーディング。
STEP3 (エ)保護協調
区分ヒューズを高圧カットアウトより短く→(3)。
答え：(3)
💡 覚え方
放射状方式＝配電用変圧器ごとに低圧幹線（最も多い）。バンキング方式＝並列接続で電圧降下・損失減だがカスケーディング（ヒューズ連鎖切れ）に注意。防止には区分ヒューズを高圧カットアウトより短く。
⚠️ よくある間違い
(ア)を配電用変電所としない——配電用変圧器ごと。(ウ)はブラックアウトでなくカスケーディング（ヒューズが次々切れる連鎖現象）。(エ)は長くでなく短く（区分ヒューズを先に切る）。
まとめ
| (ア) | 配電用変圧器（放射状方式） |
| (イ) | 電圧降下（バンキングで減少） |
| (ウ) | カスケーディング（ヒューズ連鎖切れ） |
| (エ) | 短く（区分ヒューズの動作時間） |
| 答え | (3) |
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