配電27【電験3種 電力】ネットワーク母線の故障では受電不可!スポット/低圧ネットワーク方式 平成27年度 A問題12 完全解説

電験3種 電力科目 配電 平成27年度 A問題12 母線が故障したら受電できない!NW方式の限界

今回は平成27年度 電力科目 A問題12スポットネットワーク方式及び低圧ネットワーク方式(レギュラーネットワーク方式)の誤り選択問題です。高信頼度のネットワーク配電方式の構成と特徴が総登場します。

決め手はネットワーク母線の故障。ネットワーク方式は電源側(配電線)1回線の停電には強いですが、二次側のネットワーク母線そのものが故障すると受電できず全停電になります。「母線故障でも受電可能」は誤りです。

目次

答えは(5):ネットワーク母線の故障では受電できない

強いところと弱いところを取り違えた記述です

選択肢正誤要点
★(1) 1回線停電でも供給を継続★正しい★複数回線から受電する
★(2) 低圧配電線を格子状に連系★正しい★低圧ネットワーク方式の特徴
★(3) 大都市中心部の高層ビル向け★正しい★負荷密度が極めて高い
★(4) 一次側に断路器・二次側にプロテクタ★正しい★標準的な構成
★★(5) 母線故障でも受電可能★★誤り★★全回線が集まる場所なので全停電

平成27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27年度 A問題12 問題文
平成27年度 電力科目 A問題12 問題文

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター「平成27年度 第三種電気主任技術者試験」電力科目 A問題12

電験3種 電力科目 【配電】 平成27年度 A問題12

 スポットネットワーク方式及び低圧ネットワーク方式(レギュラーネットワーク方式ともいう)の特徴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) 一般的に複数回線の配電線により電力を供給するので、1回線が停電しても電力供給を継続することができる配電方式である。

(2) 低圧ネットワーク方式では、供給信頼度を高めるために低圧配電線を格子状に連系している。

(3) スポットネットワーク方式は、負荷密度が極めて高い大都市中心部の高層ビルなど大口需要家への供給に適している。

(4) 一般的にネットワーク変圧器の一次側には断路器が設置され、二次側には保護装置(ネットワークプロテクタ)が設置される。

(5) スポットネットワーク方式において、ネットワーク変圧器二次側のネットワーク母線で故障が発生したときでも受電が可能である。

答え誤っているのは(5)です。

強い故障と弱い故障を分ける

故障の場所どうなるか理由
★配電線の1回線★★無停電で継続できる★★残り2回線が支える
★ネットワーク変圧器の1台★★無停電で継続できる★★残り2台で全負荷をまかなえる
★★ネットワーク母線★★受電できず全停電★★すべての回線がここに集まる

上流の故障には強いのですが、母線だけは別です——ここが唯一の共通点だから。

3回線が1本の母線に集まる構成なので、そこが弱点になります——並列にした意味がなくなるのです。

だから母線は厳重に絶縁し、点検も慎重に行います——故障させない工夫が要るのです。

「どこまで守れるか」を意識すると、記述(5)の誤りが見えます

低圧ネットワーク方式の格子状連系

スポットネットワーク低圧ネットワーク(レギュラー)
★低圧側の形★★1つの需要家の構内母線★★街路の低圧配電線を格子状に連系
★供給先★★1つの大口需要家★★区域内の多数の需要家
★変圧器★★その需要家に3台★★区域内に分散して多数

格子状につなぐと、どの地点にも複数の経路から電気が届きます——1か所切れても回り込めるのです。

だから供給信頼度がとても高くなります——(2)は正しい記述です。

そのかわり設備が多く、費用も保護も複雑になります——大都市の繁華街に限られるのです。

2つの方式は、低圧側の形が違うだけで考え方は同じです

⚠️ よくある間違い
(5)を正しいと考える——母線故障では全停電です。
(2)を誤りと考える——格子状連系が低圧ネットワークの特徴
(4)の一次と二次を入れ替える——一次側が断路器です。
(1)を予備線方式と考える——常時同時受電です。
スポットと低圧ネットワークを混同する——低圧側の形が違います

⏱️ 本番での進め方
①★配電線1回線の停電には強い。
②★ネットワーク母線の故障には弱い(全停電)。
③★低圧ネットワークは低圧配電線を格子状に連系する。
④★一次側は断路器、二次側はネットワークプロテクタ。

💡 覚え方
「上流には強く、母線には弱い」——全回線が集まる場所だからです。格子状は低圧ネットワーク——スポットは1需要家です。

スポットネットワークの機器配置は平成18年度 A問題10配電:スポットネットワーク受電設備)にあります。

ネットワーク母線を守る工夫

工夫内容
★母線を区分する★★母線連絡遮断器で2つに分け、片方だけ切り離す
★絶縁を強化する★★金属閉鎖形にして異物の侵入を防ぐ
★点検を確実にする★★定期的に清掃・絶縁測定を行う

母線は唯一の共通部分なので、故障させないことが第一です——守る手段が限られるから。

それでも故障すれば受電できません——だから記述(5)は誤りなのです。

母線を区分しておけば、被害を半分に抑えられます——大規模な設備では実際に行われるのです。

複数回線から受電するということ

方式回線の使い方切替の要否
★本線・予備線★★予備線はふだん使わない★★切替が必要(短時間停電)
★ループ受電★★両側から受電する★★区間を切り離す操作が要る
★★ネットワーク方式★★全回線を常時同時に使う★★切替そのものが要らない

常時同時に受電しているので、切り替える必要がありません——だから瞬時も停電しないのです。

これが(1)の「供給を継続することができる」の意味です

なぜ大都市中心部で使われるのか

条件大都市中心部の事情
★負荷密度★★極めて高く、1棟で数千キロワットになる
★停電の損害★★エレベータ・空調・情報機器が止まり損害が大きい
★用地★★受電設備の場所が限られる
★費用の負担力★★大口需要家なので設備投資ができる

高層ビルは、1棟で小さな町ほどの電力を使います——だから専用の受電設備が要るのです。

止まったときの損害も大きいので、無停電が求められます——費用をかける価値があるのです。

だから(3)は正しい記述です。

ネットワークプロテクタが果たす選択

回線の状態プロテクタの動作
★正常★★閉じたまま受電を続ける
★★その回線が故障★★逆電力を検出して開く
★★故障が復旧★★電圧の差を見て自動で閉じる

故障した回線だけを、自動で切り離します——人の操作は要りません

復旧したら自動で戻るので、運用の手間もかかりません——(4)の保護装置の中身です。

ネットワーク方式の弱点を整理する

弱点内容
★★母線故障で全停電★★全回線が集まる唯一の共通部分だから
★設備が高価★★変圧器もプロテクタも回線数だけ要る
★保護が複雑★★逆電力の判定や投入条件の整定が要る
★保守の停止が難しい★★常時全回線を使うので止めにくい

信頼度が高い方式にも、弱点はあります——本問はそこを問うているのです。

とりわけ母線故障は、方式の構造そのものから来る弱点——回避しようがないのです。

2つのネットワーク方式の共通点

共通する点内容
★複数回線から常時受電★★切替なしで無停電を実現する
★ネットワーク変圧器★★回線ごとに1台ずつ置く
★ネットワークプロテクタ★★逆電力で故障回線を切り離す
★用途★★負荷密度が高く停電を許さない場所

低圧側の形が違うだけで、考え方は同じです——だから同じ問題で並べて問われるのです。

本問の(1)(4)は、両方に共通する記述です。

誤り選択で「できる」を疑う

表現の型疑う理由本問での例
★★〜でも可能である★★万能に見せている★★(5)の母線故障でも受電可能
★〜のみである★限定しすぎている★他の年度の高圧カットアウト
★〜されない★否定しすぎている★他の年度のガス絶縁

誤りの作り方には型があります——言い切りの表現に注目するのです。

(5)は「どんな故障でも大丈夫」と読めます——そんな方式はありません

だから真っ先に疑うべき選択肢になります——実際に誤りでした。

まとめ

誤り(5) ネットワーク母線故障では受電不可
複数回線1回線停電でも供給継続(1)
低圧NW低圧配電線を格子状連系(2)
スポットNW大都市の大口需要家向け(3)
機器一次側断路器・二次側プロテクタ(4)
答え(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・スポットネットワーク方式(配電18):【電力】令和2年度 A問題13
・低圧配電系統の構成(配電23):【電力】平成28年度 A問題12

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