配電11【電験3種 電力】変電所はLRA・柱上変圧器はタップ・線路はSVR・電線は太線化!=(3) 令和4年度下期 A問題12 完全解説

電験3種 電力科目 令和4年度下期 A問題12 アイキャッチ

今回は令和4年度下期 電力科目 A問題12配電線路の電圧調整の空欄補充です。変電所→柱上変圧器→線路の途中→電線そのものという上流から下流への順番で読むと、4つの空欄が素直に埋まります。

決め手は(エ)の「太線化」。電圧降下は v=√3I(Rcosθ+Xsinθ) で、R=ρℓ/A のAを大きくすれば降下は小さくなります——細線化では逆です。ここだけで(1)(2)(4)が消えます。

目次

令和4年度下期 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 令和4年度下期 A問題12 問題文
令和4年度下期 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「令和4年度下期 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】 令和4年度下期 A問題12

 次の文章は、配電線路の電圧調整に関する記述である。

 配電線路より電力供給している需要家への供給電圧を適正範囲に維持するため、配電用変電所では、 (ア) などによって、負荷変動に応じて変電所二次側母線電圧を調整している。高圧配電線路においては、柱上変圧器の (イ) によって低圧配電線路の電圧調整を行っていることが多い。また、高圧配電線路のこう長が長い場合や分散型電源が多く接続されている場合など、電圧変動が大きく、配電用変電所の (ア) や柱上変圧器の (イ) によっても供給電圧を許容範囲に抑えることが難しい場合は、 (ウ) や、開閉器付電力用コンデンサなどを高圧配電線路に施設することがある。さらに、電線の (エ) によって電圧降下を軽減する対策をとることもある。

 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)負荷時電圧調整器タップ調整バランサ細線化
(2)計器用変成器取替ステップ式自動電圧調整器細線化
(3)負荷時電圧調整器タップ調整ステップ式自動電圧調整器太線化
(4)計器用変成器タップ調整ステップ式自動電圧調整器細線化
(5)負荷時電圧調整器取替バランサ太線化
答え(ア)負荷時電圧調整器・(イ)タップ調整・(ウ)ステップ式自動電圧調整器・(エ)太線化 = (3)

答えは(3):負荷時電圧調整器・タップ調整・SVR・太線化

4つの空欄はすべて「電圧を保つ手段」——電圧を測る機器や不平衡を直す機器は入りません

空欄正解まぎらわしい語との違い
★(ア)★★負荷時電圧調整器★★計器用変成器は「測る」機器で調整はしない
★(イ)★★タップ調整★★「取替」では負荷変動に対応できない
★(ウ)★★ステップ式自動電圧調整器★★バランサは単相3線式の不平衡対策
★★(エ)★★★太線化★★★細線化はRを増やし電圧降下を悪化させる

出題のポイント:配電線路の電圧を上流から下流へ保つ

配電用変電所、柱上変圧器、高圧配電線路、電線の4段階で電圧を調整する解説
上流から順に負荷時電圧調整器、タップ調整、SVR、太線化を対応させると選択肢(3)に決まります。

配電用変電所では負荷時電圧調整器、柱上変圧器ではタップ調整、高圧配電線路の途中ではステップ式自動電圧調整器(SVR)を使います。さらに電線を太線化すると抵抗が小さくなり、電圧降下を軽減できます。

上流から下流へ、4段で電圧を保つ

電圧降下の式と導体抵抗の式から太線化の効果を段階的に説明する解説
断面積Aを大きくすると抵抗Rが小さくなり、電圧降下vと線路損失を軽減できます。
手段受け持つ範囲
★① 配電用変電所★★負荷時電圧調整器(LRA)・負荷時タップ切換変圧器(LRT)★★その変電所から出る配電線すべて
★② 高圧配電線路の途中★★ステップ式自動電圧調整器(SVR)★★設置点から先の区間
★③ 柱上変圧器★★タップ調整★★その変圧器につながる低圧需要家
★④ 電線そのもの★★太線化★★張り替えた区間の電圧降下

1つの装置ですべての需要家の電圧を保つことはできません——配電線の場所ごとに電圧が違うからです。

だから上流から順に、受け持つ範囲を分けて調整します——問題文の順番がそのまま上流から下流になっています。

それでも足りなければ、電線そのものを太くします——これは設備投資なので最後の手段です。

(エ)は電圧降下の式で即決できる

電圧降下と電線の太さ

\( v=\sqrt{3}\,I\,(R\cos\theta+X\sin\theta),\qquad R=\dfrac{\rho\ell}{A} \)

断面積Aを大きくすればRが小さくなり、電圧降下も線路損失も減ります。「細線化」はその逆——選択肢に出てきたら即座に切れます。

細線化を選ぶ理由は、電圧調整の文脈では存在しません——電圧降下も損失も増えるだけだからです。

この1点で(1)(2)(4)が同時に落ちます——残るのは(3)と(5)です。

あとは(ウ)を見るだけ——バランサは電圧調整の機器ではないので(5)も消え、(3)が残ります。

バランサとSVRを取り違えない

機器何をするか使う場所
★ステップ式自動電圧調整器(SVR)★★タップを自動で切り換えて電圧を保つ★★高圧配電線路の途中
★バランサ★★単相3線式の負荷不平衡を緩和する★★低圧配電線の末端
★開閉器付電力用コンデンサ★★無効電力を調整して電圧降下を減らす★★高圧配電線路

バランサは「電圧の高さ」ではなく「両側の偏り」を直す装置です——単相3線式のための機器で、高圧配電線には入りません。

SVRは線路の途中に置いて、そこから先の電圧を段差状に持ち上げます——こう長が長い配電線の定番です。

問題文が「開閉器付電力用コンデンサなど」と並べているのもヒント——同じ「高圧配電線路に施設する電圧対策」の仲間だからです。

(ア)と(イ)のまぎらわしい語

選択肢の語実際の役割電圧調整に使えるか
★負荷時電圧調整器★★運転中にタップを切り換えて母線電圧を保つ★★使える
★計器用変成器★★高電圧・大電流を計器用に変換する★★使えない(測るだけ)
★タップ調整★★設置時に巻線のタップを選び二次電圧を合わせる★★使える
★取替★★変圧器そのものを交換する★★日常の調整手段ではない

「計器用変成器」は測定用の機器——電圧を変える力はありません。名前が似ていても役割が違います。

柱上変圧器のタップは設置時に選びます——末端では高圧側が下がっているので低いタップを選ぶのが定石です。

⚠️ よくある間違い
(ウ)にバランサを入れてしまう——バランサは単相3線式の不平衡対策で、高圧配電線路の電圧調整には使いません。
(ア)に計器用変成器を入れてしまう——計器用変成器は測る機器です。調整はできません。
(エ)の細線化を選んでしまう——R=ρℓ/A の分母を小さくすることになり、電圧降下は増えます。方向が逆です。

⏱️ 本番での進め方
①★問題文を変電所→柱上変圧器→線路の途中→電線の順に読む。
②★(エ)の太線化/細線化から先に決める——これだけで3つ落ちる。
③★残りは(ウ)のSVRかバランサか——バランサは単相3線式用
④★調整する機器か、測る機器かで(ア)を確かめる。

💡 覚え方
電圧調整は「変電所のLRA・柱上変圧器のタップ・線路のSVR・電線の太線化」——上流から下流への4段バランサは単相3線式の不平衡対策で別カテゴリ計器用変成器は測るだけ——この2つが定番のダミー語です。

同じ電圧調整でも「対策として誤っているもの」を選ぶ形は令和6年度上期 A問題7配電:電圧維持に有効な対策)で問われています。

まとめ

SVRとバランサの接続と用途を比較し全空欄を選択肢3と照合する解説
高圧配電線路の途中で電圧を調整するのはSVRであり、4つの空欄がすべて一致する正解は(3)です。
(ア) 配電用変電所負荷時電圧調整器(LRA)で母線電圧を調整
(イ) 柱上変圧器タップ調整で低圧側の電圧を合わせる
(ウ) 高圧配電線路ステップ式自動電圧調整器(SVR)を施設
(エ) 電線太線化でRを下げ電圧降下を軽減
ダミー語計器用変成器(測るだけ)・バランサ(単3の不平衡)・細線化(逆効果)
答え(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・電圧維持に有効な対策(配電6):【電力】令和6年度上期 A問題7
・SVRは二次側を検出(配電6):【電力】令和6年度下期 A問題7

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