自己解決しましたので報告します。
原因はWindowsの初期設定にあったようです。以下の手順で解決しました。
PCを工場出荷状態にリセットしました。初期設定を進める中で、「このデバイスをどのように使用しますか？」という質問（用途の選択）があり、以前は「学校用」にチェックを入れていましたが、今回は何もチェックせずにスキップしました。セットアップ完了後、すぐに「設定」>「ライセンス認証」からStoreを開き、「入手」ボタンをクリックしたところ、30秒ほどで正常にSモードを解除できました。推測ですが、初期設定で「学校用」を選択したことが原因で、Sモードの解除が制限されていたようです。