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電験２種過去問【2019年電力 問7】

2022年6月4日

【送電】直流送電方式の利点と課題《空所問題》

　次の文章は、直流送電方式の利点と課題に関する記述である。文中の\fbox{空所欄}に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
　洋上風力や離島と本土系統を直流送電で連系する場合には、交流送電における海底ケーブルの\fbox{（１）}の制約を受けずに送電電力を高めることができ、誘電体損失も小さいという特徴がある。また、架空送電においては、直流は交流に比べ対地電圧を低くすることができ、一般に鉄塔の高さを低くすることができる。例えば、交流送電と直流送電において、送電電力及び送電損失がそれぞれ等しい場合、直流中性点接地２線式（双極式）における送電線の対地電圧は、交流三相３線式の対地波高電圧に比べて\fbox{（２）}倍となる。ただし、各導体の抵抗の値は同じで、交流の場合、力率は１とする。
　一方で、交直変換装置を必要とし、交流系統の電圧で転流動作を行う\fbox{（３）}変換器を用いる場合には、常に\fbox{（４）}を消費する。このため、交流側には\fbox{（４）}を補償する設備が必要である。直流は交流のように電流零点を通過しないため、事故電流を抑制又は遮断するには、交直変換装置の制御により行うか、大容量高電圧の\fbox{（５）}が必要となる。

［問７の解答群］

\small{\begin{array}{ccc} (ｲ)&有効電力　　&(ﾛ)&直流リアクトル&(ﾊ)&ジュール熱\\ (ﾆ)&進み無効電力&(ﾎ)&充電電流　　　&(ﾍ)&\displaystyle\frac{1}{\sqrt2}\\ (ﾄ)&\displaystyle\frac{1}{2}&(ﾁ)&電食　　　　　&(ﾘ)&直流遮断器\\ (ﾇ)&遅れ無効電力&(ﾙ)&他励式　　　　&(ｦ)&周波数　　\\ (ﾜ)&直流断路器　&(ｶ)&\displaystyle\frac{\sqrt3}{2}　　　&(ﾖ)&自励式　　\\ \end{array}}

解答と解説はこちら

解答

\small{\begin{array}{cc} \hline(1)&(ﾎ)&充電電流　　\\ \hline(2)&(ｶ)&\displaystyle\frac{\sqrt3}{2}\\ \hline(3)&(ﾙ)&他励式　　　\\ \hline(4)&(ﾇ)&遅れ無効電力\\ \hline(5)&(ﾘ)&直流遮断器　\\ \hline\end{array}}

解説

　洋上風力や離島と本土系統を直流送電で連系する場合には、交流送電における海底ケーブルの\fbox{(ﾎ)充電電流}の制約を受けずに送電電力を高めることができ、誘電体損失も小さいという特徴がある。また、架空送電においては、直流は交流に比べ対地電圧を低くすることができ、一般に鉄塔の高さを低くすることができる。例えば、交流送電と直流送電において、送電電力及び送電損失がそれぞれ等しい場合、直流中性点接地２線式（双極式）における送電線の対地電圧は、交流三相３線式の対地波高電圧に比べて(ｶ)\displaystyle\frac{\sqrt3}{2}倍となる。ただし、各導体の抵抗の値は同じで、交流の場合、力率は１とする。
　一方で、交直変換装置を必要とし、交流系統の電圧で転流動作を行う\fbox{(ﾙ)他励式}変換器を用いる場合には、常に\fbox{(ﾇ)遅れ無効電力}を消費する。このため、交流側には\fbox{(ﾇ)遅れ無効電力}を補償する設備が必要である。直流は交流のように電流零点を通過しないため、事故電流を抑制又は遮断するには、交直変換装置の制御により行うか、大容量高電圧の\fbox{(ﾘ)直流遮断器}が必要となる。

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Posted by ちゅん