電験三種 令和7年度下期 法規 問10｜電気設備技術基準（電技解釈）

電験三種「法規」高圧受電設備の保護継電器・計器配置問題（令和7年度下期 問10）。正答は(5)「地絡継電器 過電流継電器 力率計」です。

高圧受電設備（3φ3W 6600V）の保護システムは3段階で構成されます。(ｱ)の地絡継電器（GR）は地絡事故（電路が大地に漏れる事故）を検出して構内の受電用遮断器をトリップさせます。(ｲ)の過電流継電器（OCR）は短絡事故や過負荷電流を検出します。(ｳ)の力率計（PF）は有効電力・電圧・電流から力率（cosφ）を表示し、受変電設備の効率管理に使います。

保護継電器は「地絡→過電流」の順に配置し、電力会社の配電線保護との協調が重要です。力率計は電力会社との力率割引制度（力率85%基準・超過で1%ごとに0.5%割引）の適用判定にも使用します。

【高圧受電設備の保護継電器・計器配置の解法】（令和7年度下期 問10）

【根拠条文】電技解釈第37条（地絡遮断装置）・第149条（地絡電流の遮断）。電技第14条（誘導障害防止）・高圧受電設備規程JEAC 8011。

【正答(5)「地絡継電器 過電流継電器 力率計」の根拠】

3φ3W 6600V高圧受電設備の保護継電器選定は事故種別と保護協調で決定する。

(ｱ)地絡継電器（GR）: 主引込線（PAS直下）に配置。地絡事故では電流が微小（数A〜数十A）なため過電流継電器では検出不可。零相変流器（ZCT）で零相電流を検出しPAS連動でトリップ。方向性GR（DGR）は構外地絡での不必要動作を防止する。

(ｲ)過電流継電器（OCR）: 変流器（CT）下流・高圧母線側に配置。短絡電流（数百〜数千A）および過負荷電流を検出し、真空遮断器（VCB）をトリップさせる。整定電流はCT定格の140〜175%（JEAC 8011第8章）。

(ｳ)力率計（PF）: 計器盤に配置。VS（電圧計切換）・AS（電流計切換）・W（電力計）と連動してcosφを表示。

【誤り選択肢の検討】

(1)地絡継電器→過電圧継電器→周波数計: (ｲ)過電流保護が欠落。

(4)過電流継電器→地絡継電器→力率計: (ｱ)(ｲ)が逆。主回路保護優先順位の誤り。

【高圧受電設備保護継電器の深層解析と電験三種合格戦略】（令和7年度下期 問10）

【核心論点：保護協調設計の法的根拠と技術】

電気事業法第39条（技術基準への適合義務）→電技第14条・第15条→電技解釈第37条（地絡遮断装置）・第140条（過電流遮断器）の体系。高圧自家用電気工作物の保護設計は、電力会社配電線保護との「保護協調」（電技第4条：一般送配電事業者との協調）が義務。

【地絡継電器（GR・DGR）の原理と整定値】

零相変流器（ZCT）で零相電流I0を検出。感度電流整定値：地絡電流が通常30〜100mAで動作。GR付PAS（Pole Air Switch）の整定：電力会社との協調確認書で整定電流・時限が規定（高圧受電設備規程JEAC 8011-2014第8章第3節）。方向性地絡継電器（DGR）は零相電流I0と零相電圧V0の位相関係で「構内地絡か構外地絡か」を判定する。

【SOG機能とPASの動作原理】

SO（Storage and Open）: 短絡事故時、配電用変電所のCBが開放→停電を確認→PASが自動開放（停電確認後に開放することで負荷電流遮断を回避）。この機能により配電線の事故を需要家構内に限定し、電力会社の再閉路成功率を向上させる。

【過電流継電器（OCR）の整定計算（電験二種レベル）】

反限時特性（IEC 60255）：動作時間 t = TDS × [k / {(I/Is)^α - 1}]。限時要素と瞬時要素の協調：電力会社変電所側の後備保護より短い整定（下位協調）。CT比の選定：最大負荷電流に基づきCT1次定格を決定し、OCR整定電流はCT2次（5A）×整定タップ。

【力率改善設備（SC）との連動】

力率計の値が低い場合：進相コンデンサ（SC）や調相設備（SVC・STATCOM）で力率改善。電力料金の基本料金は最大需要電力（kW）に基づき、力率係数（85%基準）で補正される（電力会社の供給約款）。

【電験二種・電験一種・実務への接続】

電験二種: 保護継電器の整定計算・事故電流計算（対称座標法）・保護協調グラフ作成。電験一種: 系統保護方式の最適設計・リレーの動特性シミュレーション。実務: 電気主任技術者が年1回の保護継電器動作試験（電気事業法第42条の保安規程に基づく）を実施し、整定値の適切性を確認する。