電験三種 令和5年度下期 電力 問7｜配電（系統・機器・保護）

電験三種「電力」の配電線路の電圧調整に関する正誤問題（令和5年度下期 問7）。正答は(3)です。

低圧配電線路の力率を改善する目的でコンデンサを設置する場合、その低圧線路自体の電圧降下・損失を減らしたいのであれば、より上流（高圧側）ではなく、その低圧線路自体、またはできるだけ負荷に近い位置にコンデンサを設置する方が効果的です。選択肢(3)は「高圧配電線路に接続した方がよい」と逆の内容を述べているため誤りで、正答は(3)です。

【配電線路の電圧調整手段の整理】（令和5年度下期 問7）

各選択肢を検討します。

(1) 太陽光発電設備のパワーコンディショナが、逆潮流による配電線路の電圧上昇を抑える電圧調整機能を持つことがある、という記述は正しいです。

(2) 配電用変電所で高圧配電線路の電圧調整に、負荷時電圧調整器(LRA)や負荷時タップ切換装置付変圧器(LRT)が用いられる、という記述は正しいです。

(3) 低圧配電線路自体の力率改善（電圧降下・損失の低減）を効果的に行うには、その低圧線路にコンデンサを設置する方が、上流の高圧配電線路に設置するより効果的です。高圧側に設置すると設置点より電源側の高圧線路の無効電流は減らせますが、低圧線路自体を流れる無効電流（＝低圧線路の電圧降下・損失）は減らせません。本肢は「より上流の高圧配電線路に接続した方がよい」としており、これは逆の内容で誤りです。

(4) 高負荷による電圧降下が大きい場合、電線を太くして抵抗Rを下げれば電圧降下ΔV（∝IR）を抑えられる、という記述は正しいです。

(5) 高圧自動電圧調整器(SVR)のように電圧を直接調整する方式と、電力用コンデンサ・分路リアクトル・SVCのように無効電力潮流を変化させて間接的に電圧を調整する方式がある、という記述は正しいです。

以上より、誤っているのは(3)です。

【コンデンサの設置位置と力率改善効果の違い】（令和5年度下期 問7）

力率改善用コンデンサは負荷が必要とする遅れ無効電力をその場で供給するので、無効電流が減るのは「電源側からコンデンサの設置点まで」の区間だけで、設置点より負荷側の区間を流れる無効電流は変わりません。これが設置位置を考えるときの原則です。低圧線路の負荷に近い位置に設置すれば、その低圧線路・柱上変圧器・高圧線路のすべてで無効電流が減り、電圧降下・抵抗損の低減効果が最も広い範囲に及びます。一方、同じ容量のコンデンサを上流の高圧配電線路に設置した場合、設置点より上流の高圧区間の無効電流は減りますが、設置点から柱上変圧器を経て低圧線路に至る区間の無効電流は変わらないため、低圧配電線路の力率・電圧降下は改善されません。したがって「低圧配電線路の力率改善」を目的とするなら、より下流・より負荷に近い位置への設置が効果的であり、本問の「より上流の高圧配電線路に設置した方がよい」は誤りです。

この原則は電圧調整設備全般にも共通します。配電用変電所のLRT・LRAは高圧配電線路全体の送出電圧を底上げする広域的な調整手段であるのに対し、SVR（高圧自動電圧調整器）は線路の途中に設置して局所的な電圧降下を補正する手段、PCS（パワーコンディショナ）の電圧調整機能は太陽光発電設備の連系点付近というさらに局所的な電圧変動（逆潮流による電圧上昇）に対応する手段です。このように「どの範囲の電圧・無効電力を調整したいか」に応じて適切な設置位置・機器を選ぶのが配電系統の電圧管理の基本的な考え方です。なお(4)の電線を太くする対策は、電圧降下の近似式 ΔV≒√3I(Rcosθ＋Xsinθ) のうち抵抗Rを下げるもので、(5)のコンデンサ・分路リアクトル・SVCは無効電流（Isinθ）の側を変えて電圧を調整するもの、と式の項に対応させて覚えると整理できます。