平成１５年・二次試験－電力・管理【問５】

次の問は、送配電系統の中性点接地方式に関するものである。 (1)次の表は、各種の中性点接地方式の特徴を記述したものである。表中のＡ、Ｂ、Ｃ及びＤの記号を付した空欄に記入すべき各接地方式の長所及び短所をそれぞれ二つずつ挙げ、非接地方式の記述を参考にして、答案用紙に記述しなさい。 接地方式の種類 長所 短所 我が国で適用されている主な電力系統 非接地方式 　－　 　－　 33[kV]以下の電力系統に適用されている。 抵抗接地方式 Ａ Ｂ 22[kV]から154[kV]の電力系統に適用されている。 直接接地方式 Ｃ Ｄ 187[kV]、275[kV]及び500[kV]の電力系統に適用されている。 (2)計算問題のため略

(1)
Ａ　抵抗接地方式の長所
① 1 線地絡故障時の健全相電圧上昇は非接地方式よりも小さく、機器に対する影響を軽減できる。
② 1 線地絡電流は、非接地方式に比べて大きいので、１線地絡故障時の検出は容易である。
③ 複数の中性点で接地することにより、地絡電流を数カ所に分散させ、誘導電圧を減少させることが可能である。
④ 1 線地絡電流は、直接接地方式に比べ小さいので、通信線に対する誘導障害は比較的少ない。

Ｂ　抵抗接地方式の短所
① 接地のための設備（接地抵抗器、変圧器中性点ブッシング等）が必要である。
② 1 線地絡故障時の健全相電圧上昇は直接接地方式より高く、電力機器の絶縁レベルを低減できない。
③ ケーブル系統などの静電容量が大きい系統の場合は、進み位相の故障電流が大となるため、系統内において中性点に補償リアクトルを設置しなければならない場合がある。
④ 高抵抗接地の場合は、1 線地絡故障時に異常電圧が現れることがある。

Ｃ　直接接地方式の長所
① 1 線地絡故障時の健全相電圧上昇が低く、電力機器の絶縁レベルを著しく低減することができる。また、変圧器巻線に段絶縁を採用することができる。
② 1 線地絡電流が大きいので地絡保護リレーの動作は確実になり、故障の選択遮断が確実となる。
③ 非接地方式における間欠アーク地絡のような異常電圧発生は少ない。

Ｄ　直接接地方式の短所
① 1 線地絡電流による機器への機械的衝撃が大きく損傷を与えやすい。
また、故障点でのがいしの損傷、電線素線の溶断などの懸念がある。
② 送電線の故障の大半が地絡であることから、遮断器が大電流を遮断する機会が増える。
③ 1 線地絡時の地絡電流が大きいので、送電線近くの通信線に対する電磁誘導電圧が大きくなる。
④ 1 線地絡故障が発生した場合、系統の過渡安定度に与える影響が大きいので、地絡故障継続時間を極力少なくする必要がある。
(2) 1 線地絡故障時にa 相、b 相の対地静電容量を流れる電流a 、b と故障時の中性点電圧0Nとの関係は、a、c 相の相間電圧をca 、b、c 相の相間電圧をbc とすると、消弧リアクトルにはc 相の対地電圧が印加されることを考慮して、
一方、インダクタンスL を流れる電流と故障時の中性点電位との関係は、故障点電流はこれらの電流の和であるから、