電験１種過去問【2019年電力管理 問2】

解答

公式標準解答

1. 　変圧器の事故のうち、巻線に関する事故様相について三つ挙げよ。
   　※以下の中から３項目記載されていればよい。
   • 短絡：巻線の層間短絡
   • 地絡：巻線と鉄心間の地絡
   • 混触：高圧巻線と低圧巻線の混触
   • 断線：巻線の断線
2. 　変圧器の流動帯電について、どのような現象であるか説明せよ。また、流動帯電により絶縁破壊に至る過程及び防止策について説明せよ。
   • 流動帯電は、大容量の導油式変圧器において、冷却のために絶縁油を循環させる際の摩擦により、固体絶縁物が負電荷の、絶縁油が正電荷の静電気で帯電する現象である。静電気の蓄積が絶縁油の耐圧値を超えると静電気放電が発生し、これが進展すると変圧器の絶縁破壊に至る。防止策として、絶縁油の流速を抑える、流動帯電防止剤を絶縁油に添加する、などの対策がとられる。
3. 　変圧器の保護に用いられる機械式保護リレーと電気式保護リレーについて、代表的なリレーを挙げて検出方式を説明せよ。
   • 機械式保護リレー
     　衝撃圧力リレーは、事故時に変圧器内部で発生する分解ガスによる内圧上昇を検出する。内圧上昇が早いほど検出することができる。（別解：ブッフホルツリレーは、事故によるガスの発生や油流増大を検出する。ただし、地震により誤動作する場合があるので、警報用とするなど注意を要する。）
   • 電気式保護リレー
     　比率差動リレーは、変圧器一次・二次の電流の換算値の差を常に比較し、小さい場合は正常、整定値より大きい場合は内部事故として検出する。差電流を動作量、通過電流を抑制量として比率特性を持たせることで、検出感度と誤動作防止に優れている。
4. 　変圧器の事故を未然に防止するための外部診断方法の一つである油中ガス分析について、ガスが発生する過程及び判定方法とあわせて説明せよ。
   • 油中ガス分析は、変圧器の絶縁油を採油し、溶解している可燃性ガスをクロマトグラフによって測定することにより、内部状態を診断する方法である。変圧器の内部に異常が発生すると、高温により絶縁油や絶縁紙が油中ガスとして熱分解し、アセチレンなどのガスが発生する。そこで、油中ガス分析によって検出したガスの種類・発生量や、複数種類のガスの成分比を基準値と比較することにより、変圧器内部の異常の有無や様相を判定する。
5. 　変圧器の事故により火災や噴油が発生した際の、当該変圧器の周辺機器や変電所周辺環境への波及防止策について、二つ挙げて説明せよ。
   　※以下の中から２項目記載されていればよい。
   • 消火対策
     　変圧器に火災が発生した場合に早期に消火するため、水噴霧などの固定消火装置や大形消火器を変圧器の周辺に設置し、火災発生時は自動的に起動する。
   • 類焼防止対策
     　火災が発生した変圧器から、隣接する変圧器などへの類焼を防止するため、防火壁や防火水幕を設ける。
   • 公害防止対策
     　変圧器事故による油流出や、変圧器火災の消火のための消火水が、変電所構外へ流出することを防止するため、油水流出防止せきや排油水槽を設ける。

解説

油入変圧器の事故に関する問題で、類題が多く、確実に得点源としたいところです。

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