電験三種 令和4年度上期 法規 問8｜電気関係法規

「発電用風力設備に関する技術基準を定める省令」の風車の構造要件を問う穴埋め問題（令和4年度上期 問8）。正答は(5)「遮断 振動 起動」です。

ａ)は負荷を「遮断」（急に外れた）したときに風車が暴走的に回転速度を上げても壊れない構造を求めるもの，ｃ)は運転中の異常な「振動」で風車が傷まないようにする規定，ｄ)は強風時に操作者の意思に反して風車が勝手に「起動」しないようにする規定です。負荷遮断時の過速度対策・振動対策・強風時の誤起動防止という3つの観点を押さえれば(5)が選べます。

【論点】風車の構造に関する3つの安全要件（負荷遮断時の過速度・振動・強風時の誤起動）（令和4年度上期 問8）

【(ｱ)の根拠】

ａ)は「負荷を(ｱ)したときの最大速度に対し，構造上安全であること」という規定。発電機側の負荷が急になくなる（＝遮断される）と，風車は制動力を失って回転速度が急上昇する（無負荷最大速度・暴走状態）。この状態でも構造が壊れないことを求めているので，(ｱ)は「遮断」。「連系」（系統に接続する行為）では逆に負荷がかかる側の話になり，文意に合わない。

【(ｲ)の根拠】

ｃ)は「運転中に風車に損傷を与えるような(ｲ)がないように施設すること」。風車（ブレードやタワー）に損傷を与える代表的な運転中の要因は共振等による「振動」であり，「雷撃」は別途避雷設備で対応する事項であって，この文脈（運転中の通常の損傷要因）には馴染まない。

【(ｳ)の根拠】

ｄ)は「通常想定される最大風速においても取扱者の意図に反して風車が(ｳ)することのないように施設すること」。強風時に制御不能になって勝手に動き出す（起動する）ことを防ぐ規定であり，「停止」では文意が逆（止まってしまうことを禁止する規定になってしまい，安全上の要求と矛盾）になる。

【結論】

(ｱ)遮断・(ｲ)振動・(ｳ)起動の組合せは(5)のみであり，これが正答。

【核心論点】風力発電設備特有の「無負荷時の過速度」「振動疲労」「強風時の誤起動」という3つの構造安全要件の区別（令和4年度上期 問8）。正答は(5)です。

【負荷遮断時の過速度対策（ａ)の意味）】

風力発電設備は，系統事故や発電機の解列などにより突然電気的な負荷を失うことがある。負荷がなくなると風車（ブレード）を回転させる制動トルクが失われ，風速がそのままであれば回転速度は急激に上昇する（無負荷最大速度，いわゆる暴走状態）。この暴走状態でもブレードやタワーなどの構造が破損しないことを，あらかじめ構造設計・ピッチ制御・ブレーキ等で担保しておく必要がある，というのがａ)の趣旨である。

【振動対策（ｃ)の意味）】

風車は風の乱れや回転体のアンバランスにより，運転中に様々な振動を受ける。特定の風速域で固有振動数と一致すると共振が生じ，繰り返し応力によってブレードやタワー，基礎部分に疲労損傷を与えるおそれがある。このため，運転中に風車本体へ損傷を与えるような異常な振動が生じないように設計・施設することが求められる。

【強風時の誤起動対策（ｄ)の意味）】

通常の運転範囲を超える強風（カットアウト風速以上）では，風車は安全のため停止させる制御が行われる。ところが，制御系の誤作動や保守作業中の誤操作などにより，取扱者の意図に反して風車が勝手に起動してしまうと，強風下での暴走や二次災害につながる危険がある。ｄ)はこの「強風時の意図しない起動」を防ぐことを求める規定であり，通常の停止制御とは別の，フェールセーフとしての誤起動防止を意味する。

【混同しやすいポイント】

ａ)とｄ)はどちらも風車の「速度」や「動き」に関する規定だが，ａ)は負荷が急になくなったときの暴走（過速度）に構造として耐える話，ｄ)は強風時に風車が誤って動き出すこと自体を防ぐ話であり，着眼点が異なる。問題文を「何が原因で」「何が起きることを防ぐのか」で丁寧に読み分けることが得点のポイントになる。