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配電線路の電圧調整とは、電線の電圧降下で末端の電圧が下がりすぎたり、太陽光発電の逆潮流で上がりすぎたりしないように、需要家に届く電圧を適正な範囲（低圧100Vなら101±6V）に保つことです。使う機器の場所と役割はどこで何を使うかの節、効き目の計算は例題にあります。
配電線路の電圧は、なぜ変わるのか
配電線路の電線には抵抗とリアクタンス（交流に対する電線の「流れにくさ」）があるので、電流が流れると電圧が下がります（電圧降下）。変電所から遠いほど、また電気を多く使う時間ほど、末端の電圧は低くなります。
反対に、太陽光発電などから電力会社の線路へ電気が流れ込む（逆潮流）と、末端の電圧が上がることがあります。電圧は低すぎても高すぎても、機器が正しく動かなくなります。そのため、低圧100Vの需要家には101±6V（95〜107V）を保つ決まりがあります。
どこで、何を使って電圧を調整するのか
電圧調整は、変電所・高圧線路の途中・柱上変圧器・需要家の4か所で行われます。試験では、それぞれの設備名と役割の組み合わせが空欄で問われます。
| 場所 | 設備・方法 | しくみ |
|---|---|---|
| 配電用変電所 | 負荷時タップ切換変圧器（LRT）、負荷時電圧調整器（LRA） | 負荷の変化に合わせて、送り出す電圧（二次側母線電圧）を変える |
| 高圧配電線路の途中 | ステップ式自動電圧調整器（SVR、高圧自動電圧調整器） | 線路が長く電圧が下がる区間で、変圧比を段階的に変えて電圧を上げ下げする |
| 高圧配電線路の途中 | 開閉器付電力用コンデンサ、分路リアクトル、静止形無効電力補償装置（SVC） | 線路を流れる無効電力を変えて、電圧降下を小さく（または大きく）する |
| 柱上変圧器 | タップの調整 | 変圧器の巻数比を変えて、低圧側の電圧を合わせる |
| 線路そのもの | 電線の太線化、柱上変圧器を負荷の中心に置く、配電系統の切り替え | 抵抗やこう長を小さくして、電圧降下を減らす |
| 需要家・分散型電源 | 電力用コンデンサ（負荷の近く）、パワーコンディショナの電圧調整機能 | 力率を改善する／逆潮流による電圧上昇を抑える |
例題：力率改善と太線化で電圧降下はどれだけ減る？
線間電圧6.6kVの三相3線式配電線路で、線路全体の抵抗がR＝1.0Ω、リアクタンスがX＝0.8Ωとします。負荷は力率0.8（遅れ）で電流100Aです（自作の例題です）。
柱上変圧器のタップの例
定格6,600V/105Vの柱上変圧器で、変電所から遠く一次側が6,300Vしかないと、二次電圧は 6,300×105÷6,600≒100.2V です。一次側の定格が6,300Vのタップに切り替えると、6,300×105÷6,300＝105V に戻ります（タップの段階の値は製品で異なるので、ここでは例です）。
電験三種の過去問で確かめる
配電線路の電圧調整は、電力科目の配電で繰り返し出ています。計算より、正誤と空欄の問題が中心です。
| 年度・問題 | 形式 | ポイント |
|---|---|---|
| 令和4年度下期 問12・平成20年度 問13 | 空欄 | 変電所は負荷時電圧調整器（LRA）・負荷時タップ切換変圧器、柱上変圧器はタップ調整、線路の途中はステップ式自動電圧調整器、電線は太線化 |
| 令和5年度下期 問7・平成29年度 問13 | 誤りを選ぶ | 誤りは「低圧の力率改善は、より上流の高圧配電線路にコンデンサを接続したほうがよい」。負荷の近くが効果的 |
| 令和6年度上期 問7 | 誤りを選ぶ | 誤りは「配電線のこう長を延長する」。こう長が延びると電圧降下は大きくなる |
| 平成23年度 問13 | 誤りを選ぶ | 誤りは「柱上変圧器の設置地点を変えることは効果がない」。負荷の中心に寄せると効果がある |
力率とcosθの意味、コンデンサで力率を改善するしくみがわかります
配電線路の電圧調整でよくある間違い
| よくある間違い | 正しい考え方 |
|---|---|
| コンデンサは上流にまとめて置くほど効く | 負荷の近くに置くほど、線路の無効電力が減って効果が大きい |
| 柱上変圧器の設置場所は電圧に関係しない | 負荷の中心に置くと、末端までの電圧降下がそろう |
| SVRは変電所に置く | SVRは高圧配電線路の途中に置く。変電所はLRT・LRA |
| こう長を延ばしても電圧は変わらない | RとXが増えて、電圧降下は大きくなる |
| 逆潮流では電圧は下がる | 逆潮流では末端の電圧が上がることがある。PCSの電圧調整機能で抑える |
よくある質問
ポチップ
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電圧調整の全体がわかったら、配電の機器と電圧降下の計算を、それぞれの記事で深めましょう。
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