今回は平成20年度 電力科目 A問題6、変電所に設置される機器の役割を問う誤り選択問題です。周波数変換装置・断路器・遮断器・三巻線変圧器・零相変流器と、変電所の主要機器が総登場します。
ポイントは零相変流器（ZCT）の動作原理。三相の電線を一括して鉄心に通すと、平常時や三相平衡の事故では磁束が打ち消し合って二次電流はゼロ。1線地絡などで三相のバランスが崩れたときだけ零相電流が現れて検出できる——「不平衡センサー」だと理解すれば引っかかりません。
出題のポイント
平成20年度 電力科目 A問題6：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 【変電】 平成20年度 A問題6
変電所に設置される機器に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。
(1) 周波数変換装置は、周波数の異なる系統間において、系統又は電源の事故後の緊急応援電力の供給や電力の融通等を行うために使用する装置である。
(2) 線路開閉器（断路器）は、平常時の負荷電流や異常時の短絡電流及び地絡電流を通電でき、遮断器が開路した後、主として無負荷状態で開路して、回路の絶縁状態を保つ機器である。
(3) 遮断器は、負荷電流の開閉を行うだけではなく、短絡や地絡などの事故が生じたとき事故電流を迅速確実に遮断して、系統の正常化を図る機器である。
(4) 三巻線変圧器は、一般に一次側及び二次側をY結線、三次側をΔ結線とする。三次側に調相設備を接続すれば、送電線の力率調整を行うことができる。
(5) 零相変流器は、三相の電線を一括したものを一次側とし、三相短絡事故や3線地絡事故が生じたときのみ二次側に電流が生じる機器である。
ポイント解説：ZCTは「不平衡センサー」——平衡する三相短絡では検出できない
(5)が誤り：零相変流器（ZCT）は三相の電線を一括して一次側とし、三相電流のベクトル和＝零相電流を検出する機器。平常時や三相短絡・3線地絡のような三相平衡の事故では、ベクトル和がゼロのため二次側に電流は生じない。二次電流が生じるのは1線地絡など不平衡（零相電流が流れる）事故のとき——記述は正反対。
その他は正しい：(1)周波数変換装置は50Hz/60Hz系統間の電力融通・緊急応援に使用（佐久間・新信濃など）。(2)断路器は通電はできるが遮断能力はなく、遮断器が開路した後に無負荷で開路する（変電16と同じ鉄板知識）。(3)遮断器は負荷電流の開閉に加えて短絡・地絡の事故電流を遮断。(4)三巻線変圧器はY-Y-Δが一般的で、Δ三次巻線には調相設備を接続して力率調整ができる（第三調波の環流役も兼ねる）。
整理：CTは「電流の大きさ」を測る変成器、ZCTは「三相の不平衡分（零相電流）」だけを取り出す変成器。地絡保護は「不平衡の検出」で成り立っている——この視点があれば(5)の誤りは一目で見抜ける。
問題の解説
STEP1 各機器の役割を確認
周波数変換=系統間融通(1)、断路器=無負荷開路(2)、遮断器=事故電流遮断(3)、三巻線変圧器=Y-Y-Δ+調相(4)。
STEP2 ZCTの原理
三相一括→ベクトル和=零相電流を検出。三相平衡なら和はゼロ→二次電流なし。
STEP3 (5)を判定
「三相短絡や3線地絡のときのみ生じる」は正反対——生じるのは1線地絡などの不平衡時→(5)が誤り。
答え：(5)
💡 覚え方
ZCT＝不平衡センサー。三相一括を貫通させ、ベクトル和（零相電流）だけを検出——1線地絡で動作・三相短絡では動作しない。断路器とのセット暗記：「断路器は無負荷開路・遮断器が先」。三巻線変圧器はY-Y-Δで三次Δに調相設備。
⚠️ よくある間違い
ZCTの動作条件を「大電流が流れたとき」と誤解しない——検出するのは電流の大きさではなく不平衡（零相分）。断路器(2)の「通電できる」は正しい（できないのは遮断）。三巻線変圧器の三次Δを「昇圧用」と混同しない（調相・第三調波環流用）。
まとめ
| 誤り | (5) ZCTは三相短絡・3線地絡では二次電流が生じない |
| ZCTの動作 | 1線地絡などの不平衡＝零相電流で二次電流発生 |
| 断路器 | 通電可・遮断不可。遮断器開路後に無負荷で開路 |
| 遮断器 | 負荷電流の開閉＋事故電流の遮断 |
| 三巻線変圧器 | Y-Y-Δ。三次Δに調相設備→力率調整 |
| 答え | (5) |
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