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2017年度 電力

電力 問1

水力発電所に用いられるダムの種別と特徴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

2017年度 電力

電力 問2

次の文章は、水車のキャビテーションに関する記述である。
運転中の水車の流水経路中のある点で (ア) が低下し、そのときの (イ) 以下になると、その部分の水は蒸発して流水中に微細な気泡が発生する。その気泡が (ア) の高い箇所に到達すると押し潰され消滅する。このような現象をキャビテーションという。水車にキャビテーションが発生すると、ランナやガイドベーンの壊食、効率の低下、 (ウ) の増大など水車に有害な現象が現れる。
吸出し管の高さを (エ) することは、キャビテーションの防止のため有効な対策である。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)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: 電力総合 論点: 電力系統

2017年度 電力

電力 問3

火力発電所の環境対策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

2017年度 電力

電力 問4

原子力発電に用いられる \( M \) [g] のウラン 235 を核分裂させたときに発生するエネルギーを考える。ここで想定する原子力発電所では、上記エネルギーの30%を電力量として取り出すことができるものとし、この電力量をすべて使用して、揚水式発電所で揚水できた水量は90000 m\(^3\)であった。このときの \( M \) の値[g]として、最も近い値を次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、揚水式発電所の揚程は 240 m、揚水時の電動機とポンプの総合効率は84%とする。また、原子力発電所から揚水式発電所への送電で生じる損失は無視できるものとする。
なお、計算には必要に応じて次の数値を用いること。
核分裂時のウラン 235の質量欠損 0.09%
ウランの原子番号 92
真空中の光の速度 \( 3.0 \times 10^{8} \) m/s

分野: 発電 論点: 発電一般

2017年度 電力

電力 問5

次の文章は、地熱発電及びバイオマス発電に関する記述である。
地熱発電は、地下から取り出した (ア) によってタービンを回して発電する方式であり、発電に適した地熱資源は (イ) に多く存在する。
バイオマス発電は、植物や動物が生成・排出する (ウ) から得られる燃料を利用する発電方式である。燃料の代表的なものには、木くずから作られる固形化燃料や、家畜の糞から作られる (エ) がある。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)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: 発電一般論点: バイオマス発電

2017年度 電力

電力 問6

電力系統で使用される直流送電系統の特徴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

2017年度 電力

電力 問7

次の文章は、変圧器のY-Y結線方式の特徴に関する記述である。
一般に、変圧器のY-Y結線は、一次、二次側の中性点を接地でき、1線地絡などの故障に伴い発生する (ア) の抑制、電線路及び機器の絶縁レベルの低減、地絡故障時の (イ) の確実な動作による電線路や機器の保護等、多くの利点がある。
一方、相電圧は (ウ) を含むひずみ波形となるため、中性点を接地すると、(ウ) 電流が線路の静電容量を介して大地に流れることから、通信線への (エ) 障害の原因となる等の欠点がある。このため、(オ) による三次巻線を設けて、これらの欠点を解消する必要がある。

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: 変電・機器 論点: 変電設備

2017年度 電力

電力 問8

支持点間が180m、たるみが3.0mの架空電線路がある。
いま架空電線路の支持点間を200mにしたとき、たるみを4.0mにしたい。電線の最低点における水平張力をもとの何[%]にすればよいか。最も近いものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
ただし、支持点間の高低差はなく、電線の単位長当たりの荷重は変わらないものとし、その他の条件は無視するものとする。

分野: 送電 論点: 送電線論点: 単位判定

2017年度 電力

電力 問9

次の文章は、架空送電に関する記述である。
鉄塔などの支持物に電線を固定する場合、電線と支持物は絶縁する必要がある。その絶縁体として代表的なものに懸垂がいしがあり、 (ア) に応じて連結数が決定される。
送電線への雷の直撃を避けるために設置される (イ) を架空地線という。架空地線に直撃雷があった場合、鉄塔から電線への逆フラッシオーバを起こすことがある。これを防止するために、鉄塔の (ウ) を小さくする対策がとられている。
発電所や変電所などの架空電線の引込口や引出口には避雷器が設置される。避雷器に用いられる酸化亜鉛素子は (エ) 抵抗特性を有し、雷サージなどの異常電圧から機器を保護する。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)及び(エ)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: 発電一般論点: がいし

2017年度 電力

電力 問10

交流の地中送電線路に使用される電力ケーブルで発生する損失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: 送電線論点: 線路損失

2017年度 電力

電力 問11

回路図のような単相2線式及び三相4線式のそれぞれの低圧配電方式で、抵抗負荷に送電したところ送電電力が等しかった。
このときの三相4線式の線路損失は単相2線式の何[%]となるか。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4線式の結線はY結線で、電源は三相対称、負荷は三相平衡であり、それぞれの低圧配電方式の1線当たりの線路抵抗 \( r \)、回路図に示す電圧 \( V \) は等しいものとする。また、線路インダクタンスは無視できるものとする。

分野: 配電 論点: 配電方式

2017年度 電力

電力 問12

次の文章は、我が国の高低圧配電系統における保護について述べた文章である。
6.6kV 高圧配電線路は、60kV 以上の送電線路や送電用変圧器に比べ、電線路や変圧器の絶縁が容易であるため、故障時に健全相の電圧上昇が大きくなっても特に問題にならない。また、1線地絡電流を (ア) するため (イ) 方式が採用されている。
一般に、多回線配電線路では地絡保護に地絡方向継電器が用いられる。これは、故障時に故障線路と健全線路における地絡電流が (ウ) となることを利用し、故障回線を選択するためである。
低圧配電線路で短絡故障が生じた際の保護装置として (エ) が挙げられるが、これは、通常、柱上変圧器の (オ) 側に取り付けられる。

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: 配電 論点: 配電方式論点: 短絡

2017年度 電力

電力 問13

配電線路の電圧調整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

2017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: 送電 論点: 送電線

2017年度 電力

電力 問15(a)

定格出力 600 MW、定格出力時の発電端熱効率 42% の汽力発電所がある。重油の発熱量は 44000 kJ/kg で、潜熱の影響は無視できるものとして、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、重油の化学成分は質量比で炭素 85%、水素 15%、水素の原子量を 1、炭素の原子量を 12、酸素の原子量を 16、空気の酸素濃度を 21% とし、重油の燃焼反応は次のとおりである。
C + O\(_2\) → CO\(_2\)
2H\(_2\) + O\(_2\) → 2H\(_2\)O

定格出力にて、1日運転したときに消費する燃料質量の値[t]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

2017年度 電力

電力 問15(b)

定格出力 600 MW、定格出力時の発電端熱効率 42% の汽力発電所がある。重油の発熱量は 44000 kJ/kg で、潜熱の影響は無視できるものとして、次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、重油の化学成分は質量比で炭素 85%、水素 15%、水素の原子量を 1、炭素の原子量を 12、酸素の原子量を 16、空気の酸素濃度を 21% とし、重油の燃焼反応は次のとおりである。
C + O\(_2\) → CO\(_2\)
2H\(_2\) + O\(_2\) → 2H\(_2\)O

そのとき使用する燃料を完全燃焼させるために必要な理論空気量の値[m\(^3\)]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、1molの気体標準状態の体積は 22.4 L とする。

分野: 発電 論点: 発電一般

2017年度 電力

電力 問16(a)

図に示すように、対地静電容量 \( C_e \)[F]、線間静電容量 \( C_m \)[F] からなる定格電圧 \( E \)[V] の三相1回線のケーブルがある。
今、受電端を開放した状態で、送電端で三つの心線を一括してこれと大地間に定格電圧 \( E \)[V] の \( \dfrac{1}{\sqrt{3}} \) 倍の交流電圧を加えて充電すると全充電電流は 90 A であった。
次に、二つの心線の受電端・送電端を接地し、受電端を開放した残りの心線と大地間に定格電圧 \( E \)[V] の \( \dfrac{1}{\sqrt{3}} \) 倍の交流電圧を送電端に加えて充電するとこの心線に流れる充電電流は 45 A であった。

対地静電容量 \( C_e \)[F] と線間静電容量 \( C_m \)[F] の比 \( \dfrac{C_e}{C_m} \) 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

2017年度 電力

電力 問16(b)

図に示すように、対地静電容量 \( C_e \)[F]、線間静電容量 \( C_m \)[F] からなる定格電圧 \( E \)[V] の三相1回線のケーブルがある。
今、受電端を開放した状態で、送電端で三つの心線を一括してこれと大地間に定格電圧 \( E \)[V] の \( \dfrac{1}{\sqrt{3}} \) 倍の交流電圧を加えて充電すると全充電電流は 90 A であった。
次に、二つの心線の受電端・送電端を接地し、受電端を開放した残りの心線と大地間に定格電圧 \( E \)[V] の \( \dfrac{1}{\sqrt{3}} \) 倍の交流電圧を送電端に加えて充電するとこの心線に流れる充電電流は 45 A であった。

このケーブルの受電端を全て開放して定格の三相電圧を送電端に加えたときに1線に流れる充電電流の値 [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

2017年度 電力

電力 問17(a)

特別高圧三相3線式専用1回線で 6000 kW (遅れ力率 90%) の負荷Aと 3000 kW (遅れ力率 95%) の負荷Bに受電している需要家がある。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。

需要家全体の合成力率を 100% にするために必要な力率改善用コンデンサの総容量の値 [kvar] 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: 系統・保護 論点: 力率

2017年度 電力

電力 問17(b)

特別高圧三相3線式専用1回線で 6000 kW (遅れ力率 90%) の負荷Aと 3000 kW (遅れ力率 95%) の負荷Bに受電している需要家がある。
次の(a)及び(b)の問に答えよ。

力率改善用コンデンサの投入・開放による電圧変動を一定値に抑えるために力率改善用コンデンサを分割して設置・運用する。下図のように分割設置する力率改善用コンデンサのうちの1台 (C1) は容量が 1000 kvar である。C1 を投入したとき、投入前後の需要家端 D の電圧変動率が 0.8% であった。需要家端 D から電源側を見たパーセントインピーダンスの値 [%] (10 MV・A ベース) 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、線路インピーダンス X はリアクタンスのみとする。また、需要家構内の線路インピーダンスは無視する。

分野: 系統・保護 論点: 力率