平成21年度 第2種 電力

低圧側電圧を発電機端子電圧にほぼ等しくすることから，低圧部には大電流が流れる。そのため，巻線漏れ磁束や巻線リードの磁界による構造部材の (1) （イ）タップ間隔 （ロ）特別三相器 （ハ）第 5 次高調波 （ニ）三相器 （ホ）低圧側 Δ 形－高圧側 Δ 形 （ヘ）単相器 （ト）第 3 次高調波 （チ）低圧側 Δ 形－高圧側 Y 形 （リ）変圧比 （ヌ）局部過熱 （ル）部分放電 （ヲ）容量 （ワ）第 2 次高調波 （カ）低圧側 Y 形－高圧側 Δ 形 （ヨ）騒音発生 への配慮が必要である。また，発電機端子電圧から系統電圧へ直接昇圧するため，(2) （イ）タップ間隔 （ロ）特別三相器 （ハ）第 5 次高調波 （ニ）三相器 （ホ）低圧側 Δ 形－高圧側 Δ 形 （ヘ）単相器 （ト）第 3 次高調波 （チ）低圧側 Δ 形－高圧側 Y 形 （リ）変圧比 （ヌ）局部過熱 （ル）部分放電 （ヲ）容量 （ワ）第 2 次高調波 （カ）低圧側 Y 形－高圧側 Δ 形 （ヨ）騒音発生 が大きい。

巻線の結線方法は，(3) （イ）タップ間隔 （ロ）特別三相器 （ハ）第 5 次高調波 （ニ）三相器 （ホ）低圧側 Δ 形－高圧側 Δ 形 （ヘ）単相器 （ト）第 3 次高調波 （チ）低圧側 Δ 形－高圧側 Y 形 （リ）変圧比 （ヌ）局部過熱 （ル）部分放電 （ヲ）容量 （ワ）第 2 次高調波 （カ）低圧側 Y 形－高圧側 Δ 形 （ヨ）騒音発生 を循環させることが可能であること，低圧の中性点が発電機で接地できることから，(4) （イ）タップ間隔 （ロ）特別三相器 （ハ）第 5 次高調波 （ニ）三相器 （ホ）低圧側 Δ 形－高圧側 Δ 形 （ヘ）単相器 （ト）第 3 次高調波 （チ）低圧側 Δ 形－高圧側 Y 形 （リ）変圧比 （ヌ）局部過熱 （ル）部分放電 （ヲ）容量 （ワ）第 2 次高調波 （カ）低圧側 Y 形－高圧側 Δ 形 （ヨ）騒音発生 が適用される。

わが国の大容量火力発電所は，海上輸送が可能な沿岸地域に立地することが多く，重量や寸法などの輸送制約が少ないこと，また，高圧側引き出しにエレファント形接続方式を採用することが多く，絶縁距離による配置制約がないことから，(5) （イ）タップ間隔 （ロ）特別三相器 （ハ）第 5 次高調波 （ニ）三相器 （ホ）低圧側 Δ 形－高圧側 Δ 形 （ヘ）単相器 （ト）第 3 次高調波 （チ）低圧側 Δ 形－高圧側 Y 形 （リ）変圧比 （ヌ）局部過熱 （ル）部分放電 （ヲ）容量 （ワ）第 2 次高調波 （カ）低圧側 Y 形－高圧側 Δ 形 （ヨ）騒音発生 として製作されることが多い。

絶縁協調に関して，GIS 変電所を気中絶縁変電所と比較した場合の相違点として，主に以下の点が挙げられる。

• ガス絶縁機器の V-t 特性は気中絶縁機器よりも平たんであり，急しゅん波領域で協調がとりにくい。
• ガス絶縁母線の (1) （イ）絶縁紙 （ロ）スペーサ （ハ）有機絶縁物 （ニ）線路引込口 （ホ）調相設備 （ヘ）SF6 ガス （ト）導体 （チ）変圧器近傍 （リ）相間距離 （ヌ）プレスボード （ル）サージインピーダンス （ヲ）遮断器 （ワ）LIWV （カ）変圧器 （ヨ）母線 は架空線の約 1/5 であり，電力ケーブルの 2 ～ 3 倍である。また，GIS 変電所の母線のこう長は気中絶縁変電所に比べて短い。
• 気中絶縁変電所の雷サージに対する絶縁協調は (2) （イ）絶縁紙 （ロ）スペーサ （ハ）有機絶縁物 （ニ）線路引込口 （ホ）調相設備 （ヘ）SF6 ガス （ト）導体 （チ）変圧器近傍 （リ）相間距離 （ヌ）プレスボード （ル）サージインピーダンス （ヲ）遮断器 （ワ）LIWV （カ）変圧器 （ヨ）母線 の保護を中心に考えてきたが，GIS は内部に (3) （イ）絶縁紙 （ロ）スペーサ （ハ）有機絶縁物 （ニ）線路引込口 （ホ）調相設備 （ヘ）SF6 ガス （ト）導体 （チ）変圧器近傍 （リ）相間距離 （ヌ）プレスボード （ル）サージインピーダンス （ヲ）遮断器 （ワ）LIWV （カ）変圧器 （ヨ）母線 で作られた (4) （イ）絶縁紙 （ロ）スペーサ （ハ）有機絶縁物 （ニ）線路引込口 （ホ）調相設備 （ヘ）SF6 ガス （ト）導体 （チ）変圧器近傍 （リ）相間距離 （ヌ）プレスボード （ル）サージインピーダンス （ヲ）遮断器 （ワ）LIWV （カ）変圧器 （ヨ）母線 などがあるので GIS を (2) と同等の保護対象とする必要がある。

以上のことから，特に高電圧の大規模変電所を除き，一般的に GIS 変電所では避雷器を (5) （イ）絶縁紙 （ロ）スペーサ （ハ）有機絶縁物 （ニ）線路引込口 （ホ）調相設備 （ヘ）SF6 ガス （ト）導体 （チ）変圧器近傍 （リ）相間距離 （ヌ）プレスボード （ル）サージインピーダンス （ヲ）遮断器 （ワ）LIWV （カ）変圧器 （ヨ）母線 に設置し，変電所全体としての保護が図られることが多い。

準備中

保護協調とは，系統又は電力設備に故障が発生した際，故障発生源を早期に検出し，迅速に除去し，故障の波及・拡大を防ぎ，(1) （イ）回線選択式地絡 （ロ）距離リレー （ハ）停電 （ニ）健全回路 （ホ）断線 （ヘ）地絡方向 （ト）制限電圧 （チ）零相電流 （リ）時限 （ヌ）通電 （ル）絶縁 （ヲ）線路無電圧 （ワ）零相電圧 （カ）故障点 （ヨ）故障区間 の不要遮断を避けることである。保護装置がそれぞれ協調せずに動作すると故障した部位が正確に選択できず，不必要に広範囲の (2) （イ）回線選択式地絡 （ロ）距離リレー （ハ）停電 （ニ）健全回路 （ホ）断線 （ヘ）地絡方向 （ト）制限電圧 （チ）零相電流 （リ）時限 （ヌ）通電 （ル）絶縁 （ヲ）線路無電圧 （ワ）零相電圧 （カ）故障点 （ヨ）故障区間 を引き起こす場合が生じる。このため，各保護装置相互間の適正な協調を図ることが必要である。

地絡保護協調については，配電用変電所の保護方式に対して需要家側で (3) （イ）回線選択式地絡 （ロ）距離リレー （ハ）停電 （ニ）健全回路 （ホ）断線 （ヘ）地絡方向 （ト）制限電圧 （チ）零相電流 （リ）時限 （ヌ）通電 （ル）絶縁 （ヲ）線路無電圧 （ワ）零相電圧 （カ）故障点 （ヨ）故障区間 協調と感度（地絡電流）協調を図る必要がある。

一般に需要家用地絡継電器は (4) （イ）回線選択式地絡 （ロ）距離リレー （ハ）停電 （ニ）健全回路 （ホ）断線 （ヘ）地絡方向 （ト）制限電圧 （チ）零相電流 （リ）時限 （ヌ）通電 （ル）絶縁 （ヲ）線路無電圧 （ワ）零相電圧 （カ）故障点 （ヨ）故障区間 によって動作する非方向性のものが用いられるが，需要家構内のケーブル系統の対地静電容量が大きい場合，配電系統の故障によって不必要動作する場合があるため，(5) （イ）回線選択式地絡 （ロ）距離リレー （ハ）停電 （ニ）健全回路 （ホ）断線 （ヘ）地絡方向 （ト）制限電圧 （チ）零相電流 （リ）時限 （ヌ）通電 （ル）絶縁 （ヲ）線路無電圧 （ワ）零相電圧 （カ）故障点 （ヨ）故障区間 継電器を使用して協調を図る必要がある。

わが国の発電用原子炉は，燃料として (1) （イ）減速材 （ロ）炉内水位の調節 （ハ）低濃縮ウラン （ニ）制御材 （ホ）6 （ヘ）炉内の気泡分布の調節 （ト）2 （チ）高濃縮ウラン （リ）4 （ヌ）天然ウラン （ル）ほう素濃度の調節 （ヲ）炉心上部 （ワ）炉心下部 （カ）遮へい材 （ヨ）炉心中央部 を用い，軽水と冷却材が (2) （イ）減速材 （ロ）炉内水位の調節 （ハ）低濃縮ウラン （ニ）制御材 （ホ）6 （ヘ）炉内の気泡分布の調節 （ト）2 （チ）高濃縮ウラン （リ）4 （ヌ）天然ウラン （ル）ほう素濃度の調節 （ヲ）炉心上部 （ワ）炉心下部 （カ）遮へい材 （ヨ）炉心中央部 を兼ねる軽水炉が主流であり，加圧水形と沸騰水形の 2 種類が採用されている。

両者の構造や制御機能などに相違点があり，以下にその例を挙げる。

加圧水形は，水が沸騰しないように炉内を加圧している。この圧力は，沸騰水形のおよそ (3) （イ）減速材 （ロ）炉内水位の調節 （ハ）低濃縮ウラン （ニ）制御材 （ホ）6 （ヘ）炉内の気泡分布の調節 （ト）2 （チ）高濃縮ウラン （リ）4 （ヌ）天然ウラン （ル）ほう素濃度の調節 （ヲ）炉心上部 （ワ）炉心下部 （カ）遮へい材 （ヨ）炉心中央部 倍程度である。

出力制御は，制御棒の出し入れによるほか，沸騰水形では冷却水の再循環流量を調節するが，加圧水形では (4) （イ）減速材 （ロ）炉内水位の調節 （ハ）低濃縮ウラン （ニ）制御材 （ホ）6 （ヘ）炉内の気泡分布の調節 （ト）2 （チ）高濃縮ウラン （リ）4 （ヌ）天然ウラン （ル）ほう素濃度の調節 （ヲ）炉心上部 （ワ）炉心下部 （カ）遮へい材 （ヨ）炉心中央部 を行う。

制御棒駆動装置の位置も異なり，加圧水形では (5) （イ）減速材 （ロ）炉内水位の調節 （ハ）低濃縮ウラン （ニ）制御材 （ホ）6 （ヘ）炉内の気泡分布の調節 （ト）2 （チ）高濃縮ウラン （リ）4 （ヌ）天然ウラン （ル）ほう素濃度の調節 （ヲ）炉心上部 （ワ）炉心下部 （カ）遮へい材 （ヨ）炉心中央部 に設置される。

分散形電源など発電設備が連系する系統において，系統事故が発生して連系する系統が系統電圧と切り離された状態（例えば，配電用変電所の遮断器を開放した状態）において，当該系統に連系している発電設備が運転を継続し，当該系統の負荷へ電気を供給している状態のことを (1) （イ）通信遮断装置 （ロ）並列運転 （ハ）単独運転検出機能 （ニ）単独運転 （ホ）逆電力リレー （ヘ）自動同期検定 （ト）逆変換装置 （チ）自動負荷制限 （リ）自立運転 （ヌ）再閉路 （ル）過負荷運転 （ヲ）同期運転 （ワ）転送遮断装置 （カ）方向性地絡リレー （ヨ）ネットワークリレー という。これに対し，発電設備が系統から解列された状態で，当該発電設備設置者の構内負荷にのみ電力を供給することを (2) （イ）通信遮断装置 （ロ）並列運転 （ハ）単独運転検出機能 （ニ）単独運転 （ホ）逆電力リレー （ヘ）自動同期検定 （ト）逆変換装置 （チ）自動負荷制限 （リ）自立運転 （ヌ）再閉路 （ル）過負荷運転 （ヲ）同期運転 （ワ）転送遮断装置 （カ）方向性地絡リレー （ヨ）ネットワークリレー といい区別される。(1) になった場合，人身及び設備の安全に対し影響を与えるおそれがあると共に，事故点の被害拡大や復旧遅れなどにより供給信頼度の低下を招くおそれがあることから，保護リレーなどを用いて当該発電設備を当該系統から解列できるような対策を施す必要がある。

逆潮流がない連系の場合には，(1) 時に発電設備側から系統側へ電力が流出するため，発電設備設置者の受電点に (3) （イ）通信遮断装置 （ロ）並列運転 （ハ）単独運転検出機能 （ニ）単独運転 （ホ）逆電力リレー （ヘ）自動同期検定 （ト）逆変換装置 （チ）自動負荷制限 （リ）自立運転 （ヌ）再閉路 （ル）過負荷運転 （ヲ）同期運転 （ワ）転送遮断装置 （カ）方向性地絡リレー （ヨ）ネットワークリレー 等を設置することにより，逆潮流を検出して自動的に系統から解列することが可能である。

一方，逆潮流がある連系の場合には，系統事故時の解列の確実化を図るため，系統の引出口遮断器開放の情報を通信設備を利用して発電設備へ送り，設備解列を行う (4) （イ）通信遮断装置 （ロ）並列運転 （ハ）単独運転検出機能 （ニ）単独運転 （ホ）逆電力リレー （ヘ）自動同期検定 （ト）逆変換装置 （チ）自動負荷制限 （リ）自立運転 （ヌ）再閉路 （ル）過負荷運転 （ヲ）同期運転 （ワ）転送遮断装置 （カ）方向性地絡リレー （ヨ）ネットワークリレー を設置するか，(5) （イ）通信遮断装置 （ロ）並列運転 （ハ）単独運転検出機能 （ニ）単独運転 （ホ）逆電力リレー （ヘ）自動同期検定 （ト）逆変換装置 （チ）自動負荷制限 （リ）自立運転 （ヌ）再閉路 （ル）過負荷運転 （ヲ）同期運転 （ワ）転送遮断装置 （カ）方向性地絡リレー （ヨ）ネットワークリレー を有する装置を設置する方策を採ることとしている。

送電線に隣接する通信線路への電磁誘導による異常時誘導電圧は，送電線に (1) （イ）絶縁 （ロ）臨界 （ハ）損壊 （ニ）避雷器 （ホ）遮へい （ヘ）ライントラップ （ト）放電 （チ）離隔 （リ）3 線短絡 （ヌ）1 線地絡 （ル）雑音 （ヲ）大地帰路 （ワ）高調波抑制装置 （カ）コンデンサ （ヨ）インピーダンス 事故が発生した場合に事故電流が (2) （イ）絶縁 （ロ）臨界 （ハ）損壊 （ニ）避雷器 （ホ）遮へい （ヘ）ライントラップ （ト）放電 （チ）離隔 （リ）3 線短絡 （ヌ）1 線地絡 （ル）雑音 （ヲ）大地帰路 （ワ）高調波抑制装置 （カ）コンデンサ （ヨ）インピーダンス 電流となって流れることにより誘起される。

誘起電圧低減対策のうち，送電線の対策としては，架空地線の低抵抗化や条数を増やす方法などが実施されている。また，通信ケーブルの対策としては，通信線ルート変更による (3) （イ）絶縁 （ロ）臨界 （ハ）損壊 （ニ）避雷器 （ホ）遮へい （ヘ）ライントラップ （ト）放電 （チ）離隔 （リ）3 線短絡 （ヌ）1 線地絡 （ル）雑音 （ヲ）大地帰路 （ワ）高調波抑制装置 （カ）コンデンサ （ヨ）インピーダンス の確保，(4) （イ）絶縁 （ロ）臨界 （ハ）損壊 （ニ）避雷器 （ホ）遮へい （ヘ）ライントラップ （ト）放電 （チ）離隔 （リ）3 線短絡 （ヌ）1 線地絡 （ル）雑音 （ヲ）大地帰路 （ワ）高調波抑制装置 （カ）コンデンサ （ヨ）インピーダンス 効果の高いケーブルへの張替え，(5) （イ）絶縁 （ロ）臨界 （ハ）損壊 （ニ）避雷器 （ホ）遮へい （ヘ）ライントラップ （ト）放電 （チ）離隔 （リ）3 線短絡 （ヌ）1 線地絡 （ル）雑音 （ヲ）大地帰路 （ワ）高調波抑制装置 （カ）コンデンサ （ヨ）インピーダンス の設置による誘導電圧の低減などが実施されている。