例題に挑戦
スキルサートのAIが生成した演習問題のサンプルです。アプリでは毎週新しい問題が追加されます。
例題1
電気事業法に基づき、一般用電気工作物の定義として、正しいものはどれか。なお、発電設備はいずれも同一の構内に設置され、低圧で受電するものとする。
- 出力60kWの太陽光発電設備のみを設置したもの
- 出力40kWの太陽光発電設備と出力15kWの風力発電設備を併設したもの
- 出力15kWの風力発電設備と出力15kWの燃料電池発電設備を併設したもの
- 出力30kWの太陽光発電設備と出力30kWの風力発電設備を併設したもの
- 出力25kWの風力発電設備のみを設置したもの
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正解: 出力40kWの太陽光発電設備と出力15kWの風力発電設備を併設したもの
正解は「出力40kWの太陽光発電設備と出力15kWの風力発電設備を併設したもの」です。一般用電気工作物の範囲は、電気事業法施行規則に基づき、低圧受電であることに加え、小出力発電設備の要件を満たす必要があります。具体的には、太陽光発電は50kW未満、風力発電は20kW未満、水力・火力（燃料電池を含む）は10kW未満と定められています。複数の発電設備を併設する場合は、それぞれの出力の合計ではなく、個別の種類ごとに上限を超えないことが条件となります。本肢では太陽光（40kW < 50kW）および風力（15kW < 20kW）の両方が基準値未満であるため、一般用電気工作物に該当します。他の選択肢は、いずれかの発電設備が基準値（風力20kW以上、太陽光50kW以上など）を超えているため、事業用電気工作物となります。
例題2
「電気設備に関する技術基準を定める省令」において、高圧の機械器具の金属製外箱に施すべき接地工事の種類として、適切なものはどれか。
- 特種接地工事
- A種接地工事
- D種接地工事
- C種接地工事
- B種接地工事
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正解: A種接地工事
正解は「A種接地工事」です。電気設備の技術基準の解釈において、高圧または特別高圧の電気機械器具の金属製外箱、配電盤のフレーム等にはA種接地工事を施すことが規定されています。これは、高電圧回路の絶縁破壊等によって外箱が課電された際に生じる危険な対地電圧を抑制し、感電事故や火災を防止することを目的としています。一方で、B種接地工事は変圧器の中性点接地、C種接地工事は300Vを超える低圧用機器、D種接地工事は300V以下の低圧用機器に適用されるものです。第一種電気主任技術者の試験範囲としては非常に基礎的な内容ですが、接地工事の種類と適用箇所の整合性を正確に把握しておくことは、法規科目において極めて重要です。
重要用語
- 自動周波数制御 (AFC)
- 系統の周波数を一定に保つため、負荷変動に応じて発電機の出力を自動的に調整する制御。定周波数制御（FFC）や周波数偏差バイアス制御（TBC）などの方式がある。周波数の変動は電力品質や電気機器の動作に影響するため、一次調整力の確保と共に、系統運用において極めて重要な役割を担っている。
- 経済運用 (ELD)
- 複数の発電機を効率よく運用し、燃料費などの総コストが最小となるように各発電機の出力を配分すること。各発電機の増分燃料費が等しくなるように制御する「増分燃料費等価の原則」が基本となる。系統の送電損失も考慮した運用が行われ、電力供給の安定性と経済性の両立を図るための重要な技術である。
- フェランチ効果
- 夜間などの軽負荷時に、送電線の静電容量による進み電流の影響で、受電端電圧が送電端電圧よりも高くなる現象。特に長距離の高圧送電線や地中電線路で発生しやすい。対策として、分路リアクトル（ShR）を系統に接続して遅れ電流を流すことで、異常な電圧上昇を抑制し、絶縁破壊や機器の故障を防止する。
- 電力系統の安定度
- 系統に負荷変動や事故などの擾乱が発生した際、各発電機が同期を維持して運転を継続できる能力。定態安定度、過渡安定度、動態安定度に分類される。事故時の高速遮断や高速再閉路、系統安定化装置（PSS）の導入などにより、同期脱調による大規模停電を未然に防ぐための、電力システム設計における最重要指標の一つ。
- ガス絶縁開閉装置 (GIS)
- 遮断器や断路器などを、絶縁性能に優れたSF6（六フッ化硫黄）ガスとともに金属容器内に封入した装置。従来の空気絶縁方式に比べて大幅な省スペース化が可能で、信頼性や安全性が高く、保守点検の頻度も低減できる。都市部の変電所や塩害地域などで広く採用されており、電力設備の高度化に貢献している。
- 比率差動継電器
- 変圧器や発電機の内部短絡事故を保護するための継電器。各端子の電流の差を利用するが、外部事故時の電流変成器（CT）の誤差による誤動作を防ぐため、通過電流の大きさに応じて動作感度を調整する比率特性を持つ。内部事故のみを確実に検出し、重要機器の焼損防止や系統への波及事故を最小限に抑える役割を担う。
- 再閉路方式
- 送電線で落雷などの瞬時事故が発生し遮断器で回路を切り離した後、一定時間後に自動で再び閉路する方式。多くの事故は一過性であるため、再閉路により短時間で復旧でき、供給信頼性が大幅に向上する。方式には高速再閉路や多相再閉路があり、系統の過渡安定度を維持し、電力供給の連続性を確保するために極めて有効である。
- 調相設備
- 系統の無効電力を調整し、電圧を一定範囲に保つとともに送電損失を軽減する設備。電力用コンデンサ（SC）、分路リアクトル（ShR）、静止形無効電力補償装置（SVC）などがある。負荷の状態に応じて進み、または遅れの無効電力を供給・吸収することで、電力品質の維持と効率的なエネルギー輸送を実現するために不可欠な設備。
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