変電42【電験3種 電力】重負荷はコンデンサ・軽負荷はリアクトル！逆はNG 変電所の役割 平成21年度 A問題6 完全解説

今回は平成21年度 電力科目 A問題6、電力系統における変電所の役割と機能を問う誤り選択問題です。変成・保護・潮流調整・無効電力調整・電圧調整という変電所の5大機能が一通り並び、その中に混ぜられた「逆パターン」を見抜けるかが問われます。

狙われるのはいつも調相設備の使い分け。重負荷時＝遅れ無効電力で電圧が下がる→電力用コンデンサ投入（進み無効電力を供給）、軽負荷時＝フェランチ効果で電圧が上がる→分路リアクトル投入（進み無効電力を吸収）。この対応を逆にした記述が誤りの定番です。

出題のポイント

平成21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21年度 A問題6

　電力系統における変電所の役割と機能に関する記述として、誤っているのは次のうちどれか。

(1)　構外から送られる電気を、変圧器やその他の電気機械器具等により変成し、変成した電気を構外に送る。

(2)　送電線路で短絡や地絡事故が発生したとき、保護継電器により事故を検出し、遮断器にて事故回線を系統から切り離し、事故の波及を防ぐ。

(3)　送変電設備の局部的な過負荷運転を避けるため、開閉装置により系統切換を行って電力潮流を調整する。

(4)　無効電力調整のため、重負荷時には分路リアクトルを投入し、軽負荷時には電力用コンデンサを投入して、電圧をほぼ一定に保持する。

(5)　負荷変化に伴う供給電圧の変化時に、負荷時タップ切換変圧器等により電圧を調整する。

ポイント解説：重負荷→コンデンサ、軽負荷→分路リアクトル——(4)は真逆

(4)が誤り：無効電力調整の使い分けが真逆になっている。重負荷時は誘導性負荷の遅れ無効電力で受電端電圧が下がるので、電力用コンデンサを投入して進み無効電力を供給し電圧を持ち上げる。軽負荷時は送電線の対地静電容量が効いて受電端電圧が上がる（フェランチ効果）ので、分路リアクトルを投入して進み無効電力を吸収し電圧を下げる。

その他は正しい＝変電所の5大機能：(1)電圧の変成（構外から受けて変成して送り出す——変電所の定義そのもの）、(2)保護（保護継電器で検出→遮断器で事故回線を切り離し波及防止）、(3)電力潮流の調整（開閉装置による系統切換）、(5)電圧調整（負荷時タップ切換変圧器＝LRT）。

覚え方：「足りないものを補う」——重負荷では進み無効電力が足りない→C投入。余っている（進み過ぎ）ときは吸い取る→L投入。調相設備の記事（変電3・変電33・変電35）と合わせて「C＝進める・L＝遅らせる」を固めておくと、この型の誤り選択は瞬殺できる。

問題の解説

STEP1　5大機能を確認

変成(1)・保護(2)・潮流調整(3)・無効電力調整(4)・電圧調整(5)の並び。誤りは1つだけ。

STEP2　(4)の向きを検証

重負荷=電圧低下→コンデンサで進み無効電力供給。軽負荷=フェランチで電圧上昇→分路リアクトルで吸収。記述は逆。

STEP3　結論

(4)が誤り。他はすべて変電所の正しい機能。

答え：(4)

まとめ

誤り	(4) 重負荷にリアクトル・軽負荷にコンデンサは真逆
正しい対応	重負荷→電力用コンデンサ／軽負荷→分路リアクトル
変成	構外から受電→変成→構外へ送電(1)
保護	保護継電器で検出→遮断器で切り離し(2)
電圧調整	負荷時タップ切換変圧器(5)
答え	(4)

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