令和4年度電験2種 2次試験電力・管理問4の過去問解説（送配電・変電・管理高圧受電設備の地絡方向リレーと地絡リレーの論説問題）

高圧受電設備の保護について、次の問に答えよ。

（1）高圧受電設備の主遮断装置と保護の方式について、受電設備容量300kV・A以下とそれ以上に分けて、それぞれ130字程度以内で記載せよ。

（2）地絡方向リレー（DGR）と地絡リレー（GR）の地絡事故に対する動作原理の違いを、150字程度以内で記載せよ。

解答・解説

小問（1）：高圧受電設備の主遮断装置と保護の方式

（試験センター解答）

受電設備容量 300 kV･A 以下の主遮断装置には，高圧限流ヒューズ(PF)と負荷開閉器(LBS 又は S)を組み合わせた方式が主に用いられる。

地絡事故が発生したときは地絡リレー(GR)又は地絡方向リレー(DGR)で検出し開閉器をトリップ(※)させ，短絡事故のときは，短絡電流が大電流であるため PF で遮断する。

300 kV･A 以上の主遮断装置には，真空遮断器(VCB)などの遮断器(CB)と地絡・短絡などのリレーを組み合わせた方式が主に用いられる。地絡，短絡などの事故，あるいは過負荷が発生したときは，GR 又は DGR，過電流リレー(OCR)などで検出(※)し CB を遮断させ設備を保護する。

※地絡事故時の保護は，PAS の取り付けに言及した場合，PAS を遮断も可

地絡リレー(GR)は，地絡過電流リレー(OCGR)でも可

負荷開閉器は，高圧交流負荷開閉器でも可

出展：令和4年度第2種電気主任技術者 2次試験標準解答

CB型とPF・S型

CB型は300kV・A以上に用いられる主遮断形式で、高圧交流遮断器（主として真空遮断器（VCB））が採用されています。

地絡事故時には地絡リレーや地絡方向リレーで、短絡事故に対しては過電流リレーで検出し、高圧交流遮断器で遮断します。

PF・S型は、高圧限流ヒューズと高圧交流負荷開閉器によって遮断します。高圧交流負荷開閉器には、短絡電流を遮断できるだけの機能はありません。

地絡電流は地絡継電器によって高圧交流負荷開閉器を動作させ、短絡電流に対しては高圧限流ヒューズが溶断することによって遮断します。

設備が小さいので、300kV・A以下の小規模な受電設備で採用されています。

小問（2）：地絡方向リレーと地絡リレーの地絡事故に対する動作原理の違い

（試験センター解答）

DGRは，零相電圧検出器(ZPD)で零相電圧($V_0$)，零相変流器(ZCT)で零相電流($I_0$)を同時に検出する。また，$V_0$と $I_0$の位相から地絡電流の方向を判別することで，地絡事故が自家用構内側か構外側かを区別している。

GRは，ZCTのみしか使用していないため，一定以上の$I_0$が流れた場合に地絡事故の判定をする。零相電流の値のみのため，誤作動の可能性がある。

出展：令和4年度第2種電気主任技術者 2次試験標準解答

地絡方向リレーは、零相電圧検出器で零相電圧を、零相変流器で零相電流を検出し、零相電圧の位相と零相電流の位相から、