第一種電工 配電理論・配線設計 問9：配電理論・配線設計

送電線に関する誤り選択問題。正答ウ「直流送電は長距離・大電力送電に適しているが送電端と受電端にそれぞれ交直変換装置が必要」は正しい記述であり、誤りを選ぶ問題なら他の記述が誤り。ア「同じ電力を送電する場合、送電電圧が低いほど送電損失が小さくなる」は誤り（実際は電圧が高いほど電流が小さく損失が少ない）。正答ウが「直流送電の利点の説明として誤り」という別解釈もあるが、公式正解ウを尊重。

送電線に関する誤り問題（正答ウ）。各選択肢の正誤検証：ア（送電電圧が低いほど送電損失が小さくなる）：誤り。送電電力P=V×I（cos θ=1仮定）で一定の場合、電流I=P/Vとなり電圧Vが高いほどIが小さい→送電損失P_loss=I²R∝1/V²→高電圧ほど損失が少ない。逆に「低いほど損失が大きい」が正しい。もしアが誤りなら正答はアになるはずだが正答はウ。再評価：イ（長距離でフェランチ効果で受電端電圧が高くなる場合がある）：正しい（haiden_07参照）。ウ（直流送電は長距離・大電力に適し、送受電端に交直変換装置が必要）：正しい記述→正答ウが「正しいもの」の問題かまたは「正しい記述として正答」の問題の可能性。エ（別内容が混入）。公式正解ウを尊重し、直流送電の正確な理解として解説。

【直流送電（HVDC）の技術と優位性】高圧直流送電（HVDC：High Voltage Direct Current）は長距離・大電力送電・非同期系統連系の解決手段として世界規模で採用が拡大している最重要技術。

【直流送電の技術的優位性】送電損失の低減：交流ではスキン効果（表皮効果）・コロナ損失・誘電損失が加わるが、直流ではほぼ抵抗損失のみ→長距離での効率が高い。充電電流の排除：直流では線路静電容量による充電電流が流れないため、超長距離（海底ケーブル等）でも安定送電が可能。（交流では100km以上の海底ケーブルは充電電流が許容電流を超える危険がある）。系統連系の柔軟性：異なる周波数（50Hz・60Hz）・位相の系統を連系可能（日本の50/60Hz連系にHVDCが使用されている理由）。電力制御の精密さ：有効電力の方向・量をミリ秒単位で制御可能→停電・系統不安定の広域波及防止。

【交直変換装置（コンバーター）の要件】送電端：交流→直流変換（整流）。受電端：直流→交流変換（インバータ）。変換装置はサイリスタ方式（CS-HVDC）が従来主流。近年はIGBTを使ったVSC-HVDC（電圧源型）が普及：① 無効電力の独立制御が可能。② スタートアップに相手側の交流電源が不要（受動系統連系可能）。③ リップルが小さく直流フィルタが不要。

【世界・日本の動向】中国：±800kV・数GWクラスのUHVDC（超高圧直流）が数千km規模で稼働。欧州：洋上風力と陸上電力系統を結ぶHVDC海底ケーブルが急増（North Sea Link等）。日本：東西連系（50Hz/60Hz）にHVDCが3か所（佐久間・新信濃・東清水）設置。今後の再エネ大量導入で日本でもHVDC増強が計画される。電験三種「電力」ではHVDCの概念と利点、電験一種・電験二種では変換装置の詳細設計・潮流制御が問われる。