電験三種 令和6年度上期 電力 問7｜変電（変圧器・変電所・保護）

電験三種「電力」の「変電（変圧器・変電所・保護）」に関する問題（令和6年度上期 問7）。正答は(4)です。

配電線路のこう長（長さ）を延長すると、電線の抵抗・リアクタンスが増えて電圧降下が大きくなり、受電端電圧はむしろ低下します。(4)「配電線のこう長を延長する」は電圧維持に有効な対策ではなく、逆に電圧低下を悪化させる要因であるため誤りです。(1)(2)(3)(5)はいずれも電圧降下を抑える有効な対策で、正答は(4)です。

【配電線路の電圧維持対策の各選択肢の検討】（令和6年度上期 問7）

(1) 正しい：負荷時タップ切換変圧器（LRT）や負荷時電圧調整器（LRA）で変電所の送り出し電圧自体を上げ下げし、負荷変動に応じて電圧を維持する。

(2) 正しい：力率改善用コンデンサで無効電力を補償すると、線路を流れる電流（無効成分）が減り、電圧降下が小さくなる。

(3) 正しい：太い配電線に張り替えると抵抗Rが下がり、電圧降下が小さくなる。

(4) 誤り：配電線のこう長を延長すると、R・Xが線路長に比例して増加し、電圧降下はむしろ大きくなる。電圧維持には逆効果。

(5) 正しい：柱上変圧器を負荷の中心付近に設置すると、変圧器から負荷までの低圧線路が短くなり、電圧降下を抑えられる。

誤っているものは(4)。

【配電線路の電圧降下と電圧維持対策の関係】（令和6年度上期 問7）

配電線路の電圧降下は、おおむねΔV=√3I(Rcosφ+Xsinφ)（三相3線式の場合）という形で表され、線路の抵抗RとリアクタンスX、流れる電流I、負荷の力率cosφに依存する。この式からも分かるように、電圧降下を小さくする（＝受電端の電圧を維持する）には、R・X・Iのいずれかを小さくする、または力率を改善する（cosφを1に近づけ、φを小さくしてsinφを減らす）ことが有効である。

本問の選択肢(1)(2)(3)(5)はいずれもこの原理に基づく有効な対策である。負荷時タップ切換変圧器・負荷時電圧調整器は変電所の送り出し電圧V自体を調整する方法、力率改善用コンデンサは無効電流成分を減らしてIを実質的に下げる方法、太い電線への張替えはRを下げる方法、柱上変圧器の負荷中心への設置は低圧配電線路の実質的な長さ（＝R・X）を短くする方法である。

これに対し(4)の「配電線のこう長を延長する」は、線路長Lが伸びれば抵抗R（=ρL/A）もリアクタンスXも線路長に比例して増加するため、電圧降下ΔVは逆に大きくなる。つまり、こう長の延長は電圧維持にとって対策ではなく悪化要因であり、本問の誤りの選択肢として設定されている。

実務では、配電線路の延伸（新規開発地域への供用拡大など）によって末端の電圧が基準値を下回りそうな場合に、上記(1)(2)(3)(5)のような対策を組み合わせて電圧を基準値内に維持する。電験三種では、電圧降下の式の構造（R・X・I・cosφの4要素）を理解していれば、どの対策がどの要素を改善するものかを対応させて整理でき、本問のような正誤判定にも応用できる。