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2019年度 電力

電力 問1

我が国の水力発電所（又は揚水発電所）に用いられる水車（又はポンプ水車）及び発電機（又は発電電動機）に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 発電 論点: 発電一般

2019年度 電力

電力 問2

次の文章は，水車の構造と特徴についての記述である。
(ア)を持つ流水がランナに流入し，ここから出るときの反動力により回転する水車を反動水車という。(イ)は，ケーシング（渦形室）からランナに流入した水がランナを出るときに軸方向に向きを変えるように水の流れをつくる水車である。一般に，落差40m～500mの中高落差用に用いられている。
プロペラ水車ではランナを通過する流水が軸方向である。ランナには扇風機のような羽根がついている。流量が多く低落差の発電所で使用される。(ウ)はプロペラ水車の羽根を可動にしたもので，流量の変化に応じて羽根の角度を変えて効率がよい運転ができる。
一方，水の落差による(ア)を(エ)に変えてその流水をランナに作用させる構造のものが衝動水車である。(オ)は，水圧管路に導かれた流水が，ノズルから噴射されてランナバケットに当たり，このときの衝動力でランナが回転する水車である。高落差で流量の比較的少ない地点に用いられる。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 発電 論点: 発電一般

2019年度 電力

電力 問3

汽力発電所における熱効率向上方法として，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 発電 論点: 発電一般

2019年度 電力

電力 問4

1gのウラン235が核分裂し，0.09%の質量欠損が生じたとき，これにより発生するエネルギーと同じだけの熱量を得るのに必要な石炭の質量の値[kg]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし，石炭の発熱量は \(2.51\times10^4 \text{ kJ/kg}\) とし，光速は \(3.0\times10^8 \text{ m/s}\) とする。

分野: 電力総合 論点: 電力系統

2019年度 電力

電力 問5

ガスタービンと蒸気タービンを組み合わせたコンバインドサイクル発電に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 発電 論点: 発電一般

2019年度 電力

電力 問6

ガス絶縁開閉装置に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 変電・機器 論点: 変電設備

2019年度 電力

電力 問7

次の文章は，変電所の主な役割と用途上の分類に関する記述である。
変電所は，主に送電効率向上のための昇圧や需要家が必要とする電圧への降圧を行うが，進相コンデンサや(ア)などの調相設備や，変圧器のタップ切り換えなどを用い，需要地における負荷の変化に対応するための(イ)調整の役割も担っている。また，送変電設備の局所的な過負荷運転を避けるためなどの目的で，開閉装置により系統切り換えを行って(ウ)を調整する。さらに，送電線において，短絡又は地絡事故が生じた場合，事故回線を切り離すことで事故の波及を防ぐ系統保護の役割も担っている。
変電所は，用途の面から，送電用変電所，配電用変電所などに分類されるが，東日本と西日本の間の連系に用いられる(エ)や北海道と本州の間の連系に用いられる(オ)も変電所の一種として分類されることがある。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 配電 論点: 配電方式論点: 短絡

2019年度 電力

電力 問8

図1のように，定格電圧66kVの電源から三相変圧器を介して二次側に遮断器が接続された三相平衡系統がある。三相変圧器は定格容量7.5MV・A，変圧比66kV/6.6kV，百分率インピーダンスが自己容量基準で9.5%である。また，三相変圧器一次側から電源側をみた百分率インピーダンスは基準容量10MV・Aで1.9%である。過電流継電器(OCR)は変流比1000A/5Aの計器用変流器(CT)の二次側に接続されており，整定タップ電流値5A，タイムレバー位置1に整定されている。図1のF点で三相短絡事故が発生したとき，過電流継電器の動作時間[s]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし，三相変圧器二次側からF点までのインピーダンス及び負荷は無視する。また，過電流継電器の動作時間は図2の限時特性に従い，計器用変流器の磁気飽和は考慮しないものとする。

（注：図1は系統図，図2はOCRの限時特性グラフ（タイムレバー位置10のもの）です）

分野: 変電・機器 論点: 変電設備論点: 短絡

2019年度 電力

電力 問9

架空送電線路の構成部品に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 送電 論点: 送電線

2019年度 電力

電力 問10

次の文章は，コロナ損に関する記述である。
送電線に高電圧が印加され，(ア)がある程度以上になると，電線からコロナ放電が発生する。コロナ放電が発生するとコロナ損と呼ばれる電力損失が生じる。そこで，コロナ放電の発生を抑えるために，電線の実効的な直径を(イ)するために(ウ)する，線間距離を(エ)する，などの対策がとられている。
コロナ放電は，気圧が(オ)なるほど起こりやすくなる。

上記の記述中の空白箇所(ア)，(イ)，(ウ)，(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 送電 論点: 送電線論点: 線路損失

2019年度 電力

電力 問11

我が国の電力ケーブルの布設方式に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 送電 論点: 送電線

2019年度 電力

電力 問12

配電線路に用いられる電気方式に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 配電 論点: 配電方式

2019年度 電力

電力 問13

図に示すように，電線A，Bの張力を，支持物を介して支線で受けている。電線A，Bの張力の大きさは等しく，その値を \(T\) とする。支線に加わる張力 \(T_1\) は電線張力 \(T\) の何倍か。最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
なお，支持物は地面に垂直に立てられており，各電線は支線の取付け高さと同じ高さに取付けられている。また，電線A，Bは地面に水平に張られているものとし，電線A，B及び支線の自重は無視する。

（注：図の平面図では電線AとBが90度の角度をなしており、支線はその反対側に45度の角度で配置。立体図では支線と支持物（鉛直）のなす角が30度となっている）

分野: 送電 論点: 送電線

2019年度 電力

電力 問14

電気絶縁材料に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 電力総合 論点: 電力系統

2019年度 電力

電力 問15(a)

復水器の冷却に海水を使用し，運転している汽力発電所がある。このときの復水器冷却水流量は \(30\text{ m}^3\text{/s}\)，復水器冷却水が持ち去る毎時熱量は \(3.1\times10^9\text{ kJ/h}\)，海水の比熱容量は \(4.0 \text{ kJ/(kg}\cdot\text{K)}\)，海水の密度は \(1.1\times10^3\text{ kg/m}^3\)，タービンの熱消費率は \(8000\text{ kJ/(kW}\cdot\text{h)}\) である。
この運転状態について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，復水器冷却水が持ち去る熱以外の損失は無視するものとする。

タービン出力の値[MW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 発電 論点: 発電一般

2019年度 電力

電力 問15(b)

復水器の冷却に海水を使用し，運転している汽力発電所がある。このときの復水器冷却水流量は \(30\text{ m}^3\text{/s}\)，復水器冷却水が持ち去る毎時熱量は \(3.1\times10^9\text{ kJ/h}\)，海水の比熱容量は \(4.0 \text{ kJ/(kg}\cdot\text{K)}\)，海水の密度は \(1.1\times10^3\text{ kg/m}^3\)，タービンの熱消費率は \(8000\text{ kJ/(kW}\cdot\text{h)}\) である。
この運転状態について，次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，復水器冷却水が持ち去る熱以外の損失は無視するものとする。

復水器冷却水の温度上昇の値[K]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 発電 論点: 発電一般

2019年度 電力

電力 問16(a)

送電線のフェランチ現象に関する問である。三相3線式1回線送電線の一相が図の形等価回路で表され，送電線路のインピーダンス \(jX=j200 \Omega\)，アドミタンス \(jB=j0.800 \text{ mS}\) とし，送電端の線間電圧が \(66.0\text{ kV}\) であり，受電端が無負荷のとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。

受電端の線間電圧の値[kV]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 送電 論点: 送電線

2019年度 電力

電力 問16(b)

送電線のフェランチ現象に関する問である。三相3線式1回線送電線の一相が図の形等価回路で表され，送電線路のインピーダンス \(jX=j200 \Omega\)，アドミタンス \(jB=j0.800 \text{ mS}\) とし，送電端の線間電圧が \(66.0\text{ kV}\) であり，受電端が無負荷のとき，次の(a)及び(b)の問に答えよ。

1線当たりの送電端電流の値[A]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 送電 論点: 送電線

2019年度 電力

電力 問17(a)

三相3線式配電線路の受電端に遅れ力率0.8の三相平衡負荷60kW（一定）が接続されている。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，三相負荷の受電端電圧は6.6kV一定とし，配電線路のこう長は2.5km，電線1線当たりの抵抗は0.5\(\Omega\)/km，リアクタンスは0.2\(\Omega\)/kmとする。なお，送電端電圧と受電端電圧の位相角は十分小さいものとして得られる近似式を用いて解答すること。また，配電線路こう長が短いことから，静電容量は無視できるものとする。

この配電線路での抵抗による電力損失の値[W]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

分野: 配電 論点: 配電方式論点: 力率

2019年度 電力

電力 問17(b)

三相3線式配電線路の受電端に遅れ力率0.8の三相平衡負荷60kW（一定）が接続されている。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし，三相負荷の受電端電圧は6.6kV一定とし，配電線路のこう長は2.5km，電線1線当たりの抵抗は0.5\(\Omega\)/km，リアクタンスは0.2\(\Omega\)/kmとする。なお，送電端電圧と受電端電圧の位相角は十分小さいものとして得られる近似式を用いて解答すること。また，配電線路こう長が短いことから，静電容量は無視できるものとする。

受電端の電圧降下率を2.0%以内にする場合，受電端でさらに増設できる負荷電力（最大）の値[kW]として，最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。ただし，負荷の力率（遅れ）は変わらないものとする。

分野: 配電 論点: 配電方式論点: 力率