第一種電工 電気工事の施工方法 問18：電気工事の施工方法

高圧受電設備の短絡保護装置として「適切な組合せ」を選ぶ問題。正答はエ（変圧器の並列運転条件「各変圧器の効率が等しいこと」は不適切→実際の並列運転条件から外れた選択肢の判定問題と推定）。選択肢アの「過電流継電器」・イの「地絡継電器」は短絡保護の部分的な要素。OCR崩壊で設問・選択肢が混在しているが、本問は高圧受電設備の短絡保護装置の組合せと変圧器の並列運転条件が混在した問題。正答はエ（適切な組合せ）。

高圧受電設備の短絡保護装置の問題。選択肢から複数の論点が混在しており、正答はエ。短絡保護装置（ア・イ）と変圧器並列運転条件（ウ・エ）が同一設問に混在している（OCR崩壊による可能性が高い）。

【高圧受電設備の短絡保護装置の種類】

①過電流継電器（OCR）（選択肢ア）：

三相電流を常時監視し、整定値以上の過電流（過負荷・短絡）を検出してVCBをトリップ。

短絡保護の主役（過電流継電器+遮断器の組合せ）。

②地絡継電器（GR・DGR）（選択肢イ）：

地絡故障時の零相電流（または電圧）を検出して開閉器をトリップ。

短絡保護ではなく「地絡保護装置」（本問では「短絡保護」の選択肢として不適切）。

【変圧器の並列運転条件（選択肢ウ・エ）】

ウ「各変圧器のインピーダンス電圧が等しいこと」→ 並列運転の条件として正しい（各変圧器に電流が均等分担）

エ「各変圧器の効率が等しいこと」→ 並列運転の条件ではない（効率が違っても並列運転は可能）

【短絡保護の「適切な組合せ」について】

短絡保護装置の正しい組合せ：OCR（過電流継電器）+ VCB（遮断器）の組合せ

地絡保護装置：GR・DGR（地絡継電器）+ PAS・VCBの組合せ

正答エ（効率が等しいことは並列運転の条件ではない→変圧器並列運転の誤りの組合せ）が「適切な組合せ」設問の正答。

正答はエ。

この問題はOCR崩壊により短絡保護装置と変圧器並列運転条件が混在した設問となっている。正答エを踏まえ、高圧受電設備の保護装置体系と変圧器並列運転条件の両論点を詳説する。

【高圧受電設備の保護装置体系（第一種電気工事士の必須知識）】

①過電流保護（短絡・過負荷）：

・検出：OCR（過電流継電器）→ CT（変流器）を通じた電流監視

・遮断：VCB（真空遮断器）またはPF付LBS（限流ヒューズ遮断）

②地絡保護：

・検出：GR（地絡継電器）またはDGR（地絡方向継電器）→ ZCT（零相変流器）・EVT（零相変圧器）

・遮断：GR付PAS（需要家引込口）またはVCB（主遮断装置）

③過電圧保護：

・検出：OVR（過電圧継電器）→ VT（計器用変圧器）二次側の電圧監視

・遮断：VCB

④不足電圧保護：

・検出：UVR（不足電圧継電器）

・遮断：VCBまたは電動機スターターのアンダーボルテージコイル

【変圧器の並列運転条件（4条件）】

変圧器を並列に接続して運転する場合の必須条件：

①極性が等しいこと（減極性同士・加極性同士）

②変圧比が等しいこと（一次・二次電圧の比が同一）

③インピーダンス電圧（%インピーダンス）が等しいこと → 各変圧器の負荷分担が均等

④巻線接続方式（結線方式）が等しいこと（Y-Y・Y-Δ等が同一・位相差なし）

「効率が等しいこと」は並列運転の条件ではない（選択肢エが「変圧器並列運転の適切でない組合せ」として正答になる根拠）。

【インピーダンス電圧の不一致による問題】

変圧器AのインピーダンスZ_A ≠ 変圧器BのインピーダンスZ_B の場合：

並列接続時の電流分担：I_A/I_B = Z_B/Z_A（インピーダンスに逆比で電流分担）

→ %Zが小さい変圧器に電流が多く流れ過負荷になるリスク

例：変圧器A（%Z=3%・1000kVA）と変圧器B（%Z=5%・1000kVA）の並列：

合計負荷1000kVAで：

I_A = 1000×5/(3+5) = 625kVA分（過負荷→定格超過）

I_B = 1000×3/(3+5) = 375kVA分（余裕あり）

→ AがB より多く電流を負担→A が過負荷に陥る

【第二種電気工事士との差異】

第二種では過電流継電器（OCR）の役割（過電流・短絡を検出してCBをトリップ）の基礎が主。変圧器の並列運転条件（インピーダンス電圧一致等）・地絡方向継電器（DGR）と地絡継電器（GR）の区別は第一種から本格出題される。

【電験三種への接続】

電験三種「機械」では変圧器の並列運転（4条件・循環電流計算・負荷分担計算）が精密に問われる。「電力」では系統の保護協調（過電流継電器の特性・動作時間整定）・短絡電流計算（%インピーダンス法）が出題。「法規」では電気設備の保護の種類と要件が問われる。第一種電気工事士の「OCRが短絡保護・GRが地絡保護」という機能区分が電験三種では「保護継電器の詳細特性と整定計算（反限時・定限時）」として体系化される。