発電・送電・変電の仕組みを「判断の理由」まで確認
この分野は発電方式の名称だけを並べても解けません。入力エネルギーがどの設備で機械エネルギー・電気エネルギーへ変わるか、送電電圧を変えると電流と損失がどう変わるか、送電線・変電所の機器がどの事故や運用目的を担当するかを、電力の流れに沿って確認します。
このページは、電気技術者試験センターの発電・送電・変電公式例題、2026年度上期出題例、2025年度下期問題、資源エネルギー庁と発電事業者の公開資料を2026年7月27日に照合し、条件付きのオリジナル10問へ再構成しました。固定効率や固定運転時間帯の暗記を避け、設備の役割と計算条件を結び付けます。
最終確認:2026年7月27日
解く前に押さえる4つの判断軸
水・燃料・風等の入力から、水車・タービン・発電機までの変換段階を追う。
発電→昇圧→送電→変電→配電の各段階で、電圧・電流・損失がどう変わるかを見る。
送電線付属品、変圧器、開閉・遮断・保護設備を、対象となる異常や運用目的で分ける。
同じ電力・力率・抵抗など比較条件をそろえ、時刻・効率・設備特性を一律化しない。
先に確認する基準・関係
| 分野 | 先に固定する条件 | 判断の軸 |
|---|---|---|
| 発電 | エネルギー源、原動機、変換段階、効率の定義 | 入力→原動機→発電機の順に、損失を含めて追う。 |
| 送電 | 有効電力、電圧、力率、線路抵抗、三相/単相 | 電流を求め、線路損失I²Rと電圧降下を分ける。 |
| 雷害・機械対策 | 雷、微風振動、電磁力、塩害等の原因 | アークホーン、ダンパ、スペーサ、洗浄等の目的を対応させる。 |
| 変電 | 変圧、電圧調整、回路開閉、事故遮断、絶縁方式 | 変圧器・OLTC・DS・CB・GIS・継電器の担当を分ける。 |
誤答しやすい理由
- 水力発電出力と揚水ポンプ入力で、効率を掛けるか割るかを逆にする。
- 揚水発電を『夜間だけ揚水し昼間だけ発電』と固定し、余剰電力・需要・系統調整の条件を見ない。
- 同じ有効電力・力率等の条件を示さず、高電圧化・太線化・力率改善のどれか一つだけを常に最善と断定する。
- アークホーン、ダンパ、アーマロッド、スペーサを、すべて雷害対策だと考える。
- DSが故障電流を自動遮断すると考え、遮断器・保護継電器との役割を混同する。
オリジナル10問ミニテスト
問題はすべて当サイト作成のオリジナルです。公式過去問題は転載していません。1問ずつ答えを決めてから、ボタンで解説を確認してください。
答え合わせ後の復習先
| 問題 | 判断軸 | 復習すること |
|---|---|---|
| 問1 | 電力流通 | 発電→昇圧→送電→変電→配電を、電圧と担当設備付きで書く。 |
| 問2〜3 | 火力 | 水・蒸気、燃焼ガス、ガスタービン排熱の3経路を別色で追う。 |
| 問4〜6 | 水力・風力 | 発電出力とポンプ入力の効率、揚水の運転条件、風車形状を分ける。 |
| 問7〜8 | 送電 | P・V・力率・Rの条件を固定して損失を計算し、雷害と機械障害の対策を表にする。 |
| 問9〜10 | 変電 | 並行運転条件と、変圧・調整・開路・遮断・保護の担当機器を対応させる。 |
- STEP 1:誤答を『火力』『水力』『風力』『送電計算』『線路保護』『変電』へ分類する。
- STEP 2:公式例題8-①と直近2期の問16〜20を開き、機器名の横へ入力・出力・保護対象を書く。
- STEP 3:翌日に、発電所から需要家までの経路と、事故時に検出・遮断する設備を図なしで説明して再採点する。
公式資料と安全上の注意
制度・試験条件・欠陥基準は更新されることがあります。受験年度の案内と当日の問題を優先し、次の無料資料で確認してください。
- 第一種電気工事士 学科試験のポイント(科目8の範囲)
- 発電・送電・変電の公式例題(自然循環ボイラ、PDF)
- 2026年度上期 第一種学科試験・出題例(問16〜20、PDF)
- 2026年度上期 第一種学科試験・解答(PDF)
- 2025年度下期 第一種学科試験(問16〜20、PDF)
- 2025年度下期 第一種学科試験・解答(PDF)
- 資源エネルギー庁 電力供給の物理的な仕組み
- 東京電力RP 水力・揚水発電の仕組み
広告・出典方針
この記事内に教材・工具・講座のアフィリエイトリンクは掲載していません。問題は公式資料の基準を照合して独自作成し、公式資料へのリンクを明示しています。
まとめ
- 発電は入力エネルギー→原動機→発電機、流通は発電→昇圧→送電→変電→配電で追う。
- 発電出力は効率を掛け、ポンプ入力は水動力を効率で割る。
- 送電損失は条件をそろえ、三相電流I=P/(√3Vcosφ)から3I²Rへ進む。
- 線路付属品と変電機器は、雷・振動・変圧・調整・開路・遮断の目的で区別する。
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よくある質問
送電電圧を上げれば、損失は必ず同じ割合で減りますか?
有効電力、力率、線路抵抗等の条件をそろえた比較では、電圧上昇により電流が下がりI²R損失が減ります。実系統の損失・設備選定は、無効電力、充電電流、絶縁、変電損失、安定度、費用等も含めて評価します。
揚水発電は夜間にしか水をくみ上げませんか?
いいえ。夜間は代表例ですが、余剰電力が多い時間帯や需要が少ない時間帯に揚水し、需要・再エネ出力・系統運用に応じて発電します。運転時刻そのものが方式の定義ではありません。
断路器は事故電流を遮断できますか?
できません。DSは無負荷状態で回路を切り離す機器です。事故電流はCT等で取り出し、継電器が判断し、定格に適合する遮断器が遮断します。実操作は保安規程と操作手順に従います。
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