地中送電8【電験3種 電力】フェランチ効果は軽負荷で発生!重負荷は逆 令和4年度上期 A問題9 完全解説

電験3種 電力科目【地中送電】令和4年度上期 A問題9 (3)誤り:フェランチ効果は無負荷・軽負荷時に発生しやすい。「負荷が重い場合に発生しやすい」は逆

今回は令和4年度上期 電力科目 A問題9フェランチ効果の誤り選択問題です。受電端電圧が送電端より高くなるこの現象は、ケーブルの静電容量が大きい地中送電(地中送電6の「C大」)でとくに顕著になります。

フェランチ効果の発生メカニズム:無負荷・軽負荷時は線路の対地静電容量への充電電流(進み電流)が支配的になり、進み電流がリアクタンスを流れると受電端電圧が送電端より上がる。「重負荷で発生しやすい」は正反対で、対策は分路リアクトル(変電48の重C軽L)です。

出題のポイント

目次

令和4年度上期 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 地中送電 令和4年度上期 A問題9 問題文
令和4年度上期 電力科目 A問題9 問題文

電験3種 電力科目 【地中送電】 令和4年度上期 A問題9

 送電線路のフェランチ効果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) 受電端電圧の方が送電端電圧よりも高くなる現象である。

(2) 短距離送電線路よりも、長距離送電線路の方が発生しやすい。

(3) 無負荷や軽負荷の場合よりも、負荷が重い場合に発生しやすい。

(4) フェランチ効果発生時の線路電流の位相は、電圧に対して進んでいる。

(5) 分路リアクトルの運転により防止している。

ポイント解説:軽負荷→充電電流が主役→進み電流→受電端電圧上昇

(3)が誤り:フェランチ効果は無負荷・軽負荷(深夜など)に発生しやすい。負荷が重いときは遅れの負荷電流が支配的で、通常の電圧降下(受電端が低い)になる。軽負荷になると線路の対地静電容量への充電電流(進み電流)だけが残り、これが線路のインダクタンスを流れることで受電端電圧が送電端より高くなる(1)(4)。

発生しやすい条件:静電容量が大きいほど顕著——つまり長距離線路(2)、そしてケーブル(地中送電)系統(架空線の数十倍のC——地中送電6)。都市部のケーブル化が進むほどフェランチ対策が重要になる。

対策(5)分路リアクトルを投入して進み無効電力(充電電流)を吸収する——変電48「重C軽L」の「軽L」そのもの。同期調相機の低励磁運転でも同じ効果が得られる。

問題の解説

STEP1 メカニズム

軽負荷→充電電流(進み)が支配的→L×進み電流で受電端電圧上昇(1)(4)。

STEP2 (3)を判定

発生条件=無負荷・軽負荷。「重負荷で発生」は逆→誤り。

STEP3 条件と対策

長距離・ケーブル系で顕著(2)。対策=分路リアクトル(5)。

答え:(3)

💡 覚え方
フェランチ3点セット:「軽負荷・進み電流・受電端高」。発生しやすいのは長距離・ケーブル系統(Cが大きい)。対策=分路リアクトル(重C軽Lの軽L)。

⚠️ よくある間違い
発生条件を重負荷としない——深夜の軽負荷が定番シチュエーション。電流の位相は「遅れ」でなく進み。対策は電力用コンデンサでなく分路リアクトル(逆にすると悪化)。

まとめ

誤り(3) フェランチ効果は無負荷・軽負荷で発生しやすい
現象受電端電圧>送電端電圧(1)
原因充電電流(進み電流)×線路リアクタンス(4)
条件長距離(2)・ケーブル系統(C大)で顕著
対策分路リアクトル(5)
答え(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・ケーブルはC大(地中送電6):【電力】令和5年度上期 A問題10
・重C軽Lの調相(変電48):【電力】平成18年度 A問題5
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