今回は令和4年度下期 法規科目 A問題8、分散型電源の系統連系設備（電気設備技術基準の解釈）に関する空欄補充問題です。逆変換装置（パワコン）から直流が電力系統へ流出するのを防ぐ手段と、短絡電流制限装置の要否が問われます。
骨格は「受電点と逆変換装置の間に変圧器を施設」が原則で、その省略条件が①直流検出時に交流出力を停止②直流側が非接地式電路 or 高周波変圧器を使用。短絡電流制限は低圧系統に逆変換装置なら不要です。
答えは(4)：停止・非接地式電路・高周波変圧器・低圧
太陽光も蓄電池もV2Hも、直流を交流に変換して系統につなぎます——その境目を守る条文です。
令和4年度下期 法規科目 A問題8：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。
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」法規科目 A問題8
電験3種 法規科目 【電気設備技術基準の解釈】 令和4年度下期 A問題8
次の文章は、「電気設備技術基準の解釈」に基づく分散型電源の系統連系設備に関する記述である。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。
a）逆変換装置を用いて分散型電源を電力系統に連系する場合は、逆変換装置から直流が電力系統へ流出することを防止するために、受電点と逆変換装置との間に変圧器（単巻変圧器を除く）を施設すること。ただし、次の①及び②に適合する場合は、この限りでない。①逆変換装置の交流出力側で直流を検出し、かつ、直流検出時に交流出力を(ア)する機能を有すること。②次のいずれかに適合すること。・逆変換装置の直流側電路が(イ)であること。・逆変換装置に(ウ)を用いていること。
b）分散型電源の連系により、一般送配電事業者が運用する電力系統の短絡容量が、当該分散型電源設置者以外の者が設置する遮断器の遮断容量又は電線の瞬時許容電流等を上回るおそれがあるときは、分散型電源設置者において、限流リアクトルその他の短絡電流を制限する装置を施設すること。ただし、(エ)の電力系統に逆変換装置を用いて分散型電源を連系する場合は、この限りでない。
(ア) (イ) (ウ) (エ) (1) 停止 中性点接地式電路 高周波変圧器 低圧 (2) 抑制 中性点接地式電路 高周波チョッパ 高圧 (3) 停止 非接地式電路 高周波変圧器 高圧 (4) 停止 非接地式電路 高周波変圧器 低圧 (5) 抑制 非接地式電路 高周波チョッパ 低圧
★直流が系統に流れ込むと何が起きるか
| 影響 | 内容 |
| ★変圧器の偏磁 | ★★直流分で鉄心が片側に磁化され、励磁電流が急増する |
| ★過熱・騒音 | ★★偏磁により変圧器がうなり、温度が上がる |
| ★計器の誤差 | ★★電力量計等の測定に誤差が生じる |
| ★腐食 | ★★接地系統に直流が流れると電食が起きる |
交流の系統に直流が混じると、鉄心が飽和側に押しやられます——これが偏磁（直流偏磁）です。
励磁電流が跳ね上がり、変圧器が過熱・振動します——だから直流の流出を防ぐのです。
★変圧器を入れれば直流は通らない
変圧器は磁気結合でエネルギーを渡します——直流は磁束を変化させないので伝わりません。
これが「受電点と逆変換装置との間に変圧器を施設」という原則の意味です。
ただし単巻変圧器は除かれます——巻線を共用しているので絶縁されていないからです。
★変圧器を省略する2つの条件
| 条件 | 内容 | 役割 |
| ★① | ★★交流出力側で直流を検出し、検出時に交流出力を停止 | ★★流出したら止める（検出と遮断） |
| ★②-a | ★★直流側電路が非接地式電路 | ★★直流の閉回路ができない |
| ★②-b | ★★逆変換装置に高周波変圧器を用いる | ★★装置の内部で絶縁されている |
①は「起きたら止める」、②は「そもそも起きにくくする」——両方そろって初めて省略が認められます。
「抑制」ではなく「停止」——中途半端に減らすのでは足りないのです。
★高周波変圧器とは
逆変換装置の内部で、いったん高周波に変換してから小型の変圧器で絶縁する方式です。
周波数が高いほど変圧器を小さくできます——だから装置内に組み込めるのです。
外付けの商用周波変圧器が不要になる——これがトランスレス方式と呼ばれる構成です。
★短絡電流制限装置が低圧で不要な理由
| 電源 | 短絡時の電流 |
| ★同期発電機 | ★★定格の数倍〜十数倍が流れる |
| ★逆変換装置 | ★★制御により定格の1.1〜1.5倍程度に抑えられる |
逆変換装置は半導体で電流を制御しています——素子を守るため、電流に上限を設けているのです。
だから系統の短絡容量をほとんど増やしません——低圧連系では限流リアクトルが不要になります。
「高圧」というダミーが置かれますが、条文は低圧です。
短絡容量が増えると何が困るか
電源が増えると合成%Zが下がり、短絡電流が増える
遮断器そのものが壊れ、事故が拡大する
分散型電源が増えると、系統の短絡容量が増えます——既設の遮断器では切れなくなるおそれがあります。
他の需要家の遮断器まで影響を受ける——だから設置者が限流装置を設けるのです。
限流リアクトルの働き
直列にリアクトルを入れると、インピーダンスが増えます——短絡電流が小さくなるのです。
平常時は電圧降下と無効電力消費という代償があります——だから必要な場合だけ設けるのです。
電力科目でも扱われるテーマです。
逆変換装置（パワーコンディショナ）の構成
| 部分 | 役割 |
| ★昇圧チョッパ | ★★直流電圧を系統連系に必要な値まで上げる |
| ★インバータ | ★★直流を系統に同期した交流に変換する |
| ★フィルタ | ★★高調波を除去する |
| ★保護回路 | ★★単独運転検出・過電圧・不足電圧等 |
1台の機器が変換と保護を兼ねています——だから低圧連系では別の保護盤が要らないのです。
高周波変圧器を内蔵する機種と、しない機種があります——221条の適用が変わるのです。
221条・222条が置かれている位置
| 条 | 内容 |
| ★第220条 | ★★用語の定義 |
| ★第221条 | ★★直流流出防止変圧器の施設 |
| ★第222条 | ★★限流リアクトル等の施設 |
| ★第226条以降 | ★★低圧・高圧・特別高圧の連系要件 |
定義→共通の施設要件→電圧階級ごとの要件、という構成です。
221条・222条はすべての連系に共通する規定——電圧階級を問いません。
高調波という別の課題
| 項目 | 内容 |
| ★発生源 | ★★逆変換装置のスイッチング |
| ★影響 | ★★コンデンサの過熱・機器の誤動作・通信障害 |
| ★対策 | ★★フィルタの設置・PWM周波数の高周波化 |
直流流出とは別に、高調波の流出も抑える必要があります——系統連系規程で総合電圧ひずみ率の目安が定められています。
逆変換装置は系統に「きれいな交流」を出す責任を負うのです。
⏱️ 本番での進め方
① (ア)は停止——「抑制」ではない。
② (イ)は非接地式電路——直流の閉回路をつくらない。
③ (ウ)は高周波変圧器——「高周波チョッパ」ではない。
④ (エ)は低圧——逆変換装置は短絡電流をほとんど増やさない。
💡 覚え方
解釈221条＝逆変換装置を用いる連系では、直流流出防止のため受電点と逆変換装置の間に変圧器（単巻変圧器を除く）を施設する。ただし①直流検出時に交流出力を停止する機能があり、かつ②直流側電路が非接地式又は高周波変圧器を用いている場合は不要。222条＝短絡電流制限装置は、低圧の電力系統に逆変換装置を用いて連系する場合は不要。
⚠️ よくある間違い
(ア)は「抑制」ではなく停止。(イ)は「中性点接地式」ではなく非接地式電路。(ウ)は「高周波チョッパ」ではなく高周波変圧器。(エ)は「高圧」ではなく低圧。
まとめ
| 原則 | 受電点と逆変換装置の間に変圧器 |
| (ア) | 直流検出時に交流出力を停止 |
| (イ) | 直流側が非接地式電路 |
| (ウ) | 又は高周波変圧器を使用 |
| (エ)短絡電流制限不要 | 低圧系統に逆変換装置 |
| 答え | (4) |
▼あわせて解きたい関連問題
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