電験二種「電力」の出題ポイント解説【頻出テーマ総まとめ】

第二種電気主任技術者（電験二種）一次試験「電力」の出題ポイントを総まとめ。発電（水力・火力・原子力・再エネ）、変電（変圧器・遮断器・調相設備）、送電（架空・地中・直流送電）、配電（高低圧配電・電圧降下・力率改善）、電気材料（導電・絶縁・磁性）の5大テーマを、電験三種より一段深い水準で体系的に解説します。

※受験料・試験日程・合格基準等は改定される場合があります。最新情報は必ず電気技術者試験センターの公式情報でご確認ください。

電力で問われる5大テーマ

発電: 水力／火力／原子力／再生可能エネルギーの方式比較・効率計算・運転特性
変電: 変圧器・遮断器・断路器・避雷器・調相設備の機能と協調
送電: 架空送電線（たるみ・コロナ・誘導障害）／地中ケーブル／直流送電／中性点接地方式
配電: 高圧/低圧配電方式・電圧降下・力率改善コンデンサの効果
電気材料: 導電材料（銅・アルミ）・絶縁材料・磁性材料の特性比較

発電の頻出論点

水力発電: ダム式・水路式・ダム水路式の方式比較。出力 P=9.8·Q·H·η（kW、Q:流量m³/s、H:有効落差m）。揚水発電のピークシフト機能
水車: 衝動水車（ペルトン：高落差・低流量）・反動水車（フランシス：中落差／プロペラ・カプラン：低落差）。比速度Nsで適用領域を判定
火力発電: ランキンサイクル（給水→ボイラ→タービン→復水器）。再熱サイクル・再生サイクル・コンバインドサイクル（ガスタービン＋蒸気タービンで熱効率55%超）
ボイラとタービン: 自然循環・強制循環・貫流ボイラ。衝動タービン・反動タービン
原子力発電: BWR（沸騰水型・直接サイクル）／PWR（加圧水型・間接サイクル・蒸気発生器）。燃料サイクル（採掘→転換→濃縮→成型→使用→再処理）
再生可能エネルギー: 太陽光（最大電力追従MPPT・パワコン）／風力（出力∝風速³、ピッチ制御）／地熱（フラッシュ・バイナリー）／バイオマス

変電の頻出論点

変圧器の構造: 内鉄形／外鉄形、油入式／ガス絶縁式／モールド式。タップ切換器（負荷時/無電圧）で電圧調整
変圧器の等価回路: 一次換算による%インピーダンス、電圧変動率 ε≒p·cosθ+q·sinθ
遮断器（CB）: 真空遮断器VCB（高圧）・ガス遮断器GCB（SF₆ガス、超高圧）・空気遮断器ABB・油遮断器OCB。遮断容量と限流効果
断路器（DS）: 無負荷開閉専用。遮断器の電源側に設置し点検時の隔離に使用
避雷器（LA）: 酸化亜鉛形（ZnO）が主流。雷サージ電圧を機器の絶縁強度以下に制限
調相設備: 電力用コンデンサ（進相）・分路リアクトル（遅相）・同期調相機・SVC/STATCOM（連続制御）で無効電力を調整し電圧を維持
GIS: ガス絶縁開閉装置。SF₆ガスで縮小・無人化、都市部の変電所で多用

送電の頻出論点

架空送電線のたるみ: 等長近似 D=WS²/(8T)（D:たるみ、W:電線重量、S:径間、T:水平張力）。実長 L≒S+8D²/(3S)
コロナ放電: 電線表面電界が臨界値超で発生→電力損失・電波障害・騒音。多導体（複導体・4導体）でコロナ臨界電圧を上昇させ抑制
誘導障害: 静電誘導（電圧誘導）・電磁誘導（電流誘導）。通信線への影響対策としてねん架・遮へい線
地中送電（CVケーブル）: 架橋ポリエチレン絶縁ビニルシース。誘電体損 W_d=ωC·V²·tanδ。絶縁劣化として水トリー・ボイドが顕在
直流送電（HVDC）: サイリスタ変換／自励式（IGBT・VSC）。長距離・海底・系統間連系で有利。無効電力供給不要・安定度の問題なし
中性点接地方式: 直接接地（187kV以上、地絡電流大／継電器動作確実）・抵抗接地（66〜154kV）・消弧リアクトル接地（アーク自然消滅）・非接地（6.6kV配電系統）
安定度: 定態安定度・過渡安定度。送電電力 P=(VS·VR/X)·sinδ。リアクタンス低減や速応励磁で向上

配電の頻出論点

配電方式: 樹枝状・ループ・スポットネットワーク（高信頼度・大規模需要）・低圧バンキング
高圧配電（6.6kV）: 三相3線非接地。地絡継電器（GR/DGR）と零相変流器（ZCT）で地絡検出
低圧配電（100/200V）: 単相3線式（中性線で200V/100V併用）・三相3線式・三相4線式（240/415V）
電圧降下: 単相2線 e=2I(Rcosθ+Xsinθ)、三相3線 e=√3·I·(Rcosθ+Xsinθ)。電線太線化・電圧階級昇格で対策
力率改善: 進相コンデンサ Q_c=P(tanθ₁-tanθ₂)。皮相電力減→電圧降下・線路損失も同時に低減
配電損失: 線路抵抗損 3I²R（三相）。負荷率・需要率・不等率の管理で平均負荷を平準化し損失最小化

電気材料の頻出論点

導電材料: 軟銅線（電気抵抗率1.7×10⁻⁸Ω·m、可とう性）／硬銅線（架空線・引張強度大）／鋼心アルミより線ACSR（軽量・高張力・長径間架空線で主流）
絶縁材料: 紙・油（変圧器絶縁油）・ポリエチレン・架橋ポリエチレンXLPE（CVケーブル）・エポキシ樹脂・SF₆ガス（GIS）。耐熱クラスY/A/E/B/F/H/Cの最高使用温度
絶縁破壊: 電子なだれ・熱破壊・経年劣化（部分放電・トリーイング）
磁性材料: 軟磁性（ケイ素鋼板・パーマロイ・アモルファス・フェライト：変圧器鉄心）／硬磁性（永久磁石：アルニコ・フェライト・ネオジム）。鉄損＝ヒステリシス損＋渦電流損
半導体材料: シリコンSi・炭化ケイ素SiC・窒化ガリウムGaN。SiC/GaNはパワーデバイスで高効率・高耐圧化