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令和6年度 1級電気工事施工管理技士 No.23を解説、短絡方向リレーは短絡用

令和6年度 1級電気工事施工管理技士 第一次検定 No.23は、高圧配電線路に連系する分散型電源の単独運転を検出する保護リレー等として、「電気設備の技術基準とその解釈」上、不適当なものを選ぶ問題です。

この問題のポイント

この問題は、単独運転になったとき何が変わるかを分かっているかを問うものです。変わるのは電力の向き・周波数・電圧で、電流の大きさではありません

短絡方向リレーは短絡事故を検出するものです。

正解:選択肢3(短絡方向リレー)

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各選択肢の正誤

選択肢 内容 解説
1 転送遮断装置 系統側の遮断を知らせて解列させる。適当
2 逆電力リレー 系統へ流れ出す向きを捉える。適当
3 短絡方向リレー 短絡事故の検出用。単独運転では動かない。不適当
4 周波数低下リレー 供給不足で下がる周波数を捉える。適当

不適当なのは選択肢3です。

選択肢3のポイント(ここが答え)

引っかけの核心は、単独運転が危険な状態なので、事故を検出するリレーなら何でも使えそうに見えるところです。単独運転そのものは事故ではありません。系統から切り離されたのに発電を続けている、という状態です。

短絡が起きれば大きな電流が特定の向きに流れるので短絡方向リレーが動きます。しかし単独運転では、発電と負荷が釣り合っている限り電流も電圧もほとんど変わりません。だから短絡を見るリレーでは捉えられません。

解釈で認められているのは、状態の変化を捉える次のものです。

リレー等 何を見て気づくか
逆電力リレー 電力が需要家から系統へ向かって流れ出したこと
周波数低下リレー 発電より負荷が多く、周波数が下がったこと
周波数上昇リレー 発電のほうが多く、周波数が上がったこと
転送遮断装置 系統側の遮断器が開いたという情報そのもの

系統から切り離されると、その区間の発電と負荷は自分たちだけで釣り合わなければなりません。わずかでもずれれば周波数が動きます。それを見張るのが周波数のリレーです。

平成30年度 No.26は同じ問いで、選択肢が過電圧リレー・逆電力リレー・周波数上昇リレー・転送遮断装置でした。不適当とされたのは過電圧リレーです(公表正答は1)。逆電力・周波数・転送遮断の3つは、公表正答の側から単独運転検出用として確認できます。

単独運転を止めなければならないのは、次の2つが起こるからです。

起きること なぜ困るか
作業員の感電 切ったはずの線に電圧が残る
再閉路時の衝撃 位相がずれたまま系統をつなぐと大きな電流と機械的な力がかかる

だから系統から切り離されたら速やかに解列することが求められます。検出方式には、変化を待つ受動的方式と、自分から信号を出して反応を見る能動的方式があり、実際には両方を組み合わせます。

覚え方

  • 単独運転で変わるのは電力の向きと周波数。電流の大きさではない
  • 短絡方向リレーは短絡事故の検出用。単独運転では動かない
  • 止める理由は作業員の感電と、再閉路したときの衝撃

理解度チェック

Q.

単独運転を検出するリレーとして解釈上認められているものを2つ挙げよ。

逆電力リレーと周波数低下リレーです。ほかに周波数上昇リレーと転送遮断装置があります。

Q.

短絡方向リレーで単独運転を検出できないのはなぜか。

単独運転は事故ではなく、発電と負荷が釣り合っていれば電流も電圧もほとんど変わらないためです。

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参考資料

  • 一般財団法人 建設業振興基金「令和6年度 1級電気工事施工管理技術検定 第一次検定問題(午前の部)」「同 正答肢」
  • 一般財団法人 建設業振興基金「平成30年度 1級電気工事施工管理技術検定 学科試験問題」「同 正答」No.26
  • 電気設備の技術基準の解釈 第227条(低圧連系時の系統連系用保護装置)・第228条(高圧連系時の系統連系用保護装置)
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