電気設備技術基準の解釈52【電験3種 法規】高圧連系保護は単独運転・再閉路・連絡用遮断器=(5) 平成30年度 A問題9 完全解説

電験3種 法規科目 電気設備技術基準の解釈 平成30年度 A問題9 解列する遮断器はどれ?高圧連系の保護が再出題

今回は平成30年度 法規科目 A問題9分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置(電気設備技術基準の解釈第229条)に関する空欄補充問題です。検出すべき異常と、解列に用いる遮断器の種類が問われます。

押さえるのは「検出する異常=分散型電源の異常・系統の短絡地絡・単独運転」「再閉路時には解列済み」「解列は受電用・出力端・連絡用・母線連絡用の各遮断器」という骨格です。

目次

平成30年度 法規科目 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 法規科目 配電 平成30年度 A問題9 問題文
平成30年度 法規科目 A問題9 問題文

出典:一般財団法人 電気技術者試験センター「平成30年度 第三種電気主任技術者試験」法規科目 A問題9

電験3種 法規科目 【電気設備技術基準の解釈】 平成30年度 A問題9

 次の文章は、「電気設備技術基準の解釈」における分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置に関する記述の一部である。上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)及び(ウ)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。

次の文章は、「電気設備技術基準の解釈」における分散型電源の高圧連系時の系統連系用保護装置に関する記述の一部である。高圧の電力系統に分散型電源を連系する場合は、次のa〜cにより、異常時に分散型電源を自動的に解列するための装置を設置すること。

a 次に掲げる異常を保護リレー等により検出し、分散型電源を自動的に解列すること。(a)分散型電源の異常又は故障 (b)連系している電力系統の短絡事故又は地絡事故 (c)分散型電源の(ア)

b 一般送配電事業者が運用する電力系統において(イ)が行われる場合は、当該(イ)時に、分散型電源が当該電力系統から解列されていること。

c 分散型電源の解列は、次によること。(a)次のいずれかで解列すること。①受電用遮断器 ②分散型電源の出力端に設置する遮断器又はこれと同等の機能を有する装置 ③分散型電源の(ウ)用遮断器 ④母線連絡用遮断器。(b)複数の相に保護リレーを設置する場合は、いずれかの相で異常を検出した場合に解列すること。

(ア)(イ)(ウ)
(1)単独運転系統切り替え連絡
(2)過出力再閉路保護
(3)単独運転系統切り替え保護
(4)過出力系統切り替え連絡
(5)単独運転再閉路連絡
答え(ア)単独運転・(イ)再閉路・(ウ)連絡 = (5)

答えは(5):単独運転・再閉路・連絡

電気設備技術基準の解釈 第229条(高圧連系時の系統連系用保護装置)

a 次に掲げる異常を保護リレー等により検出し、分散型電源を自動的に解列すること。(a)分散型電源の異常又は故障 (b)連系している電力系統の短絡事故又は地絡事故 (c)分散型電源の単独運転/b 一般送配電事業者が運用する電力系統において再閉路が行われる場合は、当該再閉路時に、分散型電源が当該電力系統から解列されていること。/c 分散型電源の解列は、①受電用遮断器 ②分散型電源の出力端に設置する遮断器等 ③分散型電源の連絡用遮断器 ④母線連絡用遮断器——のいずれかによること。

検出すべき異常は3つ、解列に使える遮断器は4つです。

平成27年度 A問題9が「解列」「単独運転」といった用語の定義(220条)を扱っています。

★再閉路とは何か

段階起きること
★① 事故発生★★雷等で瞬間的に地絡・短絡する
★② 遮断★★保護継電器が動作して遮断器が開く
★③ 無電圧時間★★1秒程度、アークが消えるのを待つ
★④ 再閉路★★自動的に遮断器を再投入する

架空線の事故の多くは一時的なものです——雷や鳥獣によるアークは、切れば消えます

だから自動で再投入して、停電時間を短くします——これが再閉路です。

★なぜ再閉路時に解列していなければならないのか

分散型電源が残ったまま再閉路すると、系統と電源の位相がずれています

位相がずれた状態で投入すれば、大きな突入電流が流れます——機器が壊れるのです。

だから無電圧時間のうちに解列を完了させる——1秒以内の勝負です。

★検出すべき3つの異常

異常使う保護リレー
★分散型電源の異常又は故障★★OVR・UVR・OFR・UFR等
★系統の短絡事故★★不足電圧継電器(UVR)・短絡方向継電器(DSR)
★系統の地絡事故★★地絡過電圧継電器(OVGR)
★単独運転★★単独運転検出装置(能動的方式+受動的方式)

「過出力」は検出対象に入っていません——出力が大きいこと自体は系統事故ではないからです。

守るべきは系統と作業者——その観点で3つが選ばれています

★単独運転がなぜ危険なのか

系統が停電しているのに、分散型電源だけが発電を続ける状態です——配電線が生きたままになります

復旧作業者は「停電している」と思って触ります——そこに電圧があれば感電します

だから必ず検出して解列する——分散型電源の保護で最も重要な項目です。

解列に使える4つの遮断器

遮断器位置
★受電用遮断器★★需要場所の受電点
★分散型電源の出力端の遮断器★★電源の直後
★分散型電源の連絡用遮断器★★電源と構内母線の間
★母線連絡用遮断器★★構内母線どうしの間

どこで切っても、系統から分散型電源が切り離せればよい——設備構成に応じて選べます

「保護用遮断器」という語は条文にありません——選択肢のダミーです。

「いずれかの相で異常を検出した場合に解列」

複数の相に保護リレーを設置する場合の規定です——1相でも異常なら切る

全相の異常を待っていたら、手遅れになります——1線地絡は1相だけの異常だからです。

安全側に倒す設計——保護装置の基本思想です。

低圧連系との違い

低圧連系(227条)高圧連系(229条)
★対象★★50kW未満程度★★50kW以上2 000kW未満程度
★保護★★逆変換装置の機能で対応することが多い★★保護リレーと遮断器で構成する
★再閉路対応★★同様に必要★★必要

高圧では、独立した保護リレー盤を設けるのが一般的です——設備規模に見合った保護

条文が電圧階級で分かれているのは、そのためです。

転送遮断装置という手段

系統側の遮断器が開いたことを、通信で分散型電源側に知らせる装置です。

単独運転検出装置より確実——系統の状態を直接受け取るからです。

大容量の連系では、転送遮断が求められることがあります——229条の趣旨を確実に実現する手段です。

逆潮流の有無で変わる保護

逆潮流あり逆潮流なし
★必要な継電器★★OVR・UVR・OFR・UFR・単独運転検出★★左に加えて逆電力継電器(RPR)
★狙い★★系統事故と単独運転の検出★★逆潮流そのものを禁じる

逆潮流なしの連系では、RPRで逆潮流を監視します——解釈228条の要件を実現する装置です。

令和3年度 A問題9が低圧・高圧の連系要件(226・228条)を扱っています。

系統連系で使う保護継電器の記号

記号名称役割
★OVR★★過電圧継電器★★系統電圧の上昇を検出
★UVR★★不足電圧継電器★★系統電圧の低下を検出
★OFR・UFR★★過周波数・不足周波数継電器★★周波数の異常を検出
★OVGR★★地絡過電圧継電器★★系統の地絡を検出
★RPR★★逆電力継電器★★逆潮流を検出

記号と役割の対応は、電力科目でも問われます——まとめて覚えると効率的です。

逆潮流なしの連系ではRPRが必須——解釈228条の要件を実現する装置です。

再閉路の方式

方式無電圧時間適用
★高速度再閉路★★1秒以内★★基幹系統(安定度の維持)
★中速度再閉路★★1〜15秒★★送電系統
★低速度再閉路★★1分以上★★配電系統

再閉路までの時間が短いほど、分散型電源の解列も速くなければなりません

これが単独運転検出装置に高速性が求められる理由——一般に0.5〜1秒以内の検出が要求されます

⏱️ 本番での進め方
① (ア)は単独運転——「過出力」ではない。
② (イ)は再閉路——「系統切り替え」ではない。
③ (ウ)は連絡用遮断器——「保護用」ではない。
④ 検出すべき異常は電源の異常・系統の短絡地絡・単独運転の3つ。

💡 覚え方
解釈229条=高圧連系では①分散型電源の異常又は故障 ②連系している電力系統の短絡事故又は地絡事故 ③分散型電源の単独運転——を保護リレー等で検出して自動的に解列する。再閉路が行われる場合はその再閉路時に解列されていること。解列は受電用遮断器・出力端の遮断器・連絡用遮断器・母線連絡用遮断器のいずれかによる。

⚠️ よくある間違い
(ア)は「過出力」ではなく単独運転(イ)は「系統切り替え」ではなく再閉路(ウ)は「保護用」ではなく連絡用遮断器。

まとめ

検出異常分散型電源異常・系統短絡地絡・(ア)単独運転
(イ)一般送配電事業者の系統の再閉路時に解列
解列①②受電用・出力端の遮断器
解列③④(ウ)連絡用・母線連絡用遮断器
複数相リレーいずれかの相で検出→解列
答え(5)

▼あわせて解きたい関連問題
・高圧連系時の系統連系用保護装置(電気設備技術基準の解釈42):【法規】令和2年度 A問題10
・電動機の過負荷保護装置の施設(電気設備技術基準の解釈51):【法規】平成30年度 A問題8

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