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変電所の設備ミニテスト第1回｜停電の操作順序・変圧器の効率・並行運転の5問

変電所でつまずくのは機器の名前ではなく、「その機器はどこまでできるのか」という線引きです。この第1回では、回路を切る順序・変圧器の効率・進相コンデンサに付ける直列リアクトル・2台並べたときの負荷分担・冷却方式の5つを、条件と単位をそろえて判断できるかを確かめます。

掲載している5問は、このサイトで独自に作った学習用の問題です。答えを1つ選んだら、外した選択肢がどこで間違っているのかも解答欄で確かめてください。容量や損失の数値は、計算練習のために置いた設定です。実在する設備の仕様を示すものではありません。

解説を先に読んでから挑みたい人は、変電所の設備｜変圧器の効率・短絡電流・力率改善の計算へ進んでください。5問では物足りないときは、変電所の設備 ミニテスト第2回と第3回にも同じテーマの問題を置いています。

始める前に｜kV·AとkWを行き来する

この分野は、単位を取り違えたまま計算しても最後まで進めてしまうところが厄介です。手を動かす前に、次の4つだけ確認しておいてください。

量 関係 つまずきやすい点
kV·A と kW kW＝kV·A×力率 変圧器の定格は kV·A。効率を出す前に力率を掛けて kW へ直す
負荷率 α α＝負荷／定格容量 銅損は α ではなく α2 に比例する
％Z 自己容量が基準 容量の違う機器を比べるときは、同じ基準容量へ換算してから
調波 XL∝f、XC∝1／f 第n調波では片方が n 倍、もう片方が 1／n 倍

5問はいずれも定常状態を前提とし、指定した以外の損失や電圧降下は無視します。番号だけでなく、式に入れた数値の単位も紙に残しておくと、外したときに原因までさかのぼれます。何点取れたかよりも、どこが分かっていなかったかを見つけるほうが大事です。

第1問｜点検のために回路を切る順序をたどる

高圧受電設備の変圧器を点検するため、電源から切り離して停電作業を行う。電源側から断路器（DS）、遮断器（CB）の順に直列に入っているとき、手順として最も適切なものはどれか。

（1）先に断路器を開いて回路を切り離し、そのあとで遮断器を開く。断路器のほうが電源に近い側にあるので、先に開いたほうが確実である。
（2）遮断器を開いて電流が流れていないことを確かめてから断路器を開き、開路に使った開閉器の施錠または通電禁止の表示、残留電荷の放電、検電器による停電確認と短絡接地まで行う。
（3）遮断器を開けば電流は止まるので、断路器は閉じたままでよい。断路器はもともと電流を切れない装置なので、開いても安全上の意味はない。
（4）遮断器と断路器はどちらを先に開いてもよい。インターロックが付いていれば誤操作は機械的に防がれるため、手順を決めておく必要はない。
（5）検電器で停電を確認できれば感電のおそれはなくなるので、短絡接地器具は取り付けない。取り付けるとかえって短絡させる危険がある。

第2問｜負荷率50 %の変圧器の効率を出す

定格容量200 kV·Aの変圧器がある。鉄損（無負荷損）は0.5 kW、定格負荷時の銅損（負荷損）は2.0 kWである。この変圧器を負荷率50 %、力率0.8（遅れ）で運転しているときの効率に最も近いものはどれか。鉄損は負荷によらず一定、銅損は負荷率の2乗に比例するものとする。

（1）約97.0 %
（2）約98.2 %
（3）約98.8 %
（4）約99.0 %
（5）約99.4 %

第3問｜進相コンデンサに直列リアクトルを入れる理由

高圧の受変電設備で、進相コンデンサと直列にリアクトルを入れる理由として、最も適切なものはどれか。

（1）コンデンサの端子電圧を下げ、コンデンサに求められる絶縁の負担を軽くするため。
（2）投入時の突入電流を抑え、第5調波に対して回路を誘導性に保って、高調波電流が拡大するのを防ぐため。
（3）進み無効電力を増やし、力率改善の効果を大きくするため。
（4）開放したコンデンサに残る電荷を放電させ、再投入時の過電圧を防ぐため。
（5）地絡事故のときに零相電流を制限し、保護リレーの動作を確実にするため。

第4問｜容量も％インピーダンスも違う2台の分担

定格容量500 kV·A・パーセントインピーダンス4.0 %（自己容量基準）の変圧器Aと、定格容量300 kV·A・パーセントインピーダンス3.0 %（自己容量基準）の変圧器Bを並行運転し、合計720 kV·Aの負荷に供給する。極性・巻数比・角変位は等しく、両機のパーセント抵抗とパーセントリアクタンスの比も等しいものとする。2台の分担に最も近い組み合わせはどれか。

（1）A 約309 kV·A、B 約411 kV·A
（2）A 320 kV·A、B 400 kV·A
（3）A 360 kV·A、B 360 kV·A
（4）A 400 kV·A、B 320 kV·A
（5）A 450 kV·A、B 270 kV·A

第5問｜変圧器の冷却方式を見分ける

変圧器の冷却方式に関する記述として、最も適切なものはどれか。

（1）油入自冷式は、絶縁油の自然対流と、放熱器の表面から外気へ逃げる自然対流だけで冷やす方式で、送油ポンプも冷却ファンも使わない。
（2）油入風冷式は、絶縁油を送油ポンプで放熱器へ強制的に送り込む方式である。
（3）ポンプで絶縁油を強制循環させる方式は、自冷式より冷却能力が低いため、小容量の変圧器に限って使われる。
（4）モールド変圧器は絶縁油の中に鉄心と巻線を収める構造なので、油の劣化診断と定期的な油の交換が必要である。
（5）絶縁油の役割は冷却だけで、絶縁には関与しない。巻線間の絶縁はすべて固体の絶縁物が受け持つ。

解き終わったら｜どこを読み直すか

間違えた問題によって、戻る先が違います。

間違えた問 つまずいている場所 戻る先
第1問 機器ごとの開閉能力の線引き 親記事の「開閉装置｜どこまで切れるかで役割が違う」
第2問 鉄損と銅損の、負荷との関係 親記事の「鉄損と銅損は、負荷との関係が正反対」
第3問 リアクタンスと周波数の関係 力率改善のミニテストと親記事の調相設備
第4問 ％インピーダンスの基準容量 親記事の「結線と並行運転の条件」
第5問 機器の構造と保守 ミニテスト第2回で機器の名前を一通り確認

正解できた問題でも、選ばなかった4つがなぜ誤りなのかを言葉にできるかを確かめてください。本番の五肢択一は、正解の知識だけでは絞りきれない書き方で出てきます。とくに第3問と第5問は、言い回しの一部だけを入れ替えた選択肢が並びやすい形です。

出典・公式資料の確認先

条文の文言と機器の考え方は、下の資料に当たって確かめました。問題文・選択肢・数値の設定・表の中身は、いずれもこのページのために書き起こしたものです。掲載元の問題や図表を転載したものではありません。

資料に当たって確かめた日：2026年9月9日。直列リアクトルの％や冷却方式の呼び方には、規格の版や資料によって表記の揺れがあります。本番の問題で容量・％インピーダンス・力率・損失の値が指定されているときは、そちらの条件を優先して計算してください。

※当サイトの画像にはAI生成のものが含まれており、実際の機器・器具とは外観が異なる場合があります。問題・解答の内容には細心の注意を払っておりますが、誤りが含まれる可能性があります。学習の参考としてご活用いただき、最終的な確認は公式テキスト・法令等で行ってください。当サイトの情報に基づく判断によって生じた損害について、一切の責任を負いかねます。

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