電験三種過去問検索

2015年度電力

電力問1

水力発電所の理論水力 \(P\) は位置エネルギーの式から \(P=\rho gQH\) と表される。
ここで \(H\) [m] は有効落差, \(Q\) [\(m^{3}/s\)] は流量, \(g\) は重力加速度 \(g=9.8{m/s}^{2}\), \(\rho\) は水の密度 \(\rho=1~000~kg/m^{3}\) である。以下に理論水力 \(P\) の単位を検証することとする。なお、Paは「パスカル」、Nは「ニュートン」、Wは「ワット」、Jは「ジュール」である。
\(P=\rho gQH\) の単位は \(\rho, g, Q, H\) の単位の積であるから, \(kg/m^{3} \cdot m/s^{2} \cdot m^{3}/s \cdot m\) となる。これを変形すると、
(ア) \(\cdot m/s\) となるが、(ア) は力の単位 (イ) と等しい。すなわち \(P=\rho gQH\) の単位は (イ) \(\cdot m/s\) となる。ここで (イ) \(\cdot m\) は仕事(エネルギー) の単位である (ウ) と等しいことから \(P=\rho g~QH\) の単位は (ウ) /sと表せ、これは仕事率(動力)の単位である (エ) と等しい。ゆえに、理論水力 \(P=\rho gQH\) の単位は (エ) となるが、重力加速度 \(g=9.8{m/s}^{2}\) と水の密度 \(\rho=1000~kg/m^{3}\) の数値 \(9.8 \times 1~000\) を考慮すると \(P=9.8QH\) [ (オ) ]と表せる。

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: 発電一般論点: 単位判定

2015年度電力

電力問2

汽力発電所における再生サイクル及び再熱サイクル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

2015年度電力

電力問3

定格出力10000kWの重油燃焼の汽力発電所がある。この発電所が30日間連続運転し、そのときの重油使用量は1100t,送電端電力量は 5000 MW\(\cdot\)h であった。この汽力発電所のボイラ効率の値 [%] として、最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
なお、重油の発熱量は44000kJ/kg, タービン室効率は47%、発電機効率は98%,所内率は5%とする。

分野: 発電論点: 発電一般

2015年度電力

電力問4

次の文章は、原子力発電の設備概要に関する記述である。
原子力発電で多く採用されている原子炉の型式は軽水炉であり、主に加圧水型と沸騰水型に分けられるが、いずれも冷却材と (ア) に軽水を使用している。
加圧水型は、原子炉内で加熱された冷却材の沸騰を (イ) により防ぐとともに、一次冷却材ポンプで原子炉, (ウ) に冷却材を循環させる。(ウ) で熱交換を行い、タービンに送る二次系の蒸気を発生させる。
沸騰水型は、原子炉内で冷却材を加熱し、発生した蒸気を直接タービンに送るため、系統が単純になる。
それぞれに特有な設備には、加圧水型では ( ) 、一次冷却材ポンプがあり、沸騰水型では (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: 原子力発電

2015年度電力

電力問5

分散型電源の配電系統連系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: 発電一般論点: 分散型電源

2015年度電力

電力問6

保護リレー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

2015年度電力

電力問7

次の文章は、避雷器とその役割に関する記述である。
避雷器とは、大地に電流を流すことで雷又は回路の開閉などに起因する (ア) を抑制して、電気施設の絶縁を保護し、かつ、 (イ) を短時間のうちに遮断して、系統の正常な状態を乱すことなく、原状に復帰する機能をもつ装置である。
避雷器には、炭化けい素 (SiC) 素子や酸化亜鉛(ZnO) 素子などが用いられるが、性能面で勝る酸化亜鉛素子を用いた酸化亜鉛形避雷器が、現在、電力設備や電気設備で広く用いられている。なお、発変電所用避雷器では、酸化亜鉛形 (ウ) 避雷器が主に使用されているが、配電用避雷器では、酸化亜鉛形避雷器が多く使用されている。
電力系統には、変圧器をはじめ多くの機器が接続されている。これらの機器を異常時に保護するための絶縁強度の設計は、最も経済的かつ合理的に行うとともに、系統全体の信頼度を向上できるよう考慮する必要がある。これを (エ) という。このため、異常時に発生する (ア) を避雷器によって確実にある値以下に抑制し、機器の保護を行っている。

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: 配電論点: 配電方式

2015年度電力

電力問8

次の文章は、架空送電線の振動に関する記述である。
多導体の架空送電線において、風速が数~20m/s で発生し、10m/sを超えると振動が激しくなることを (ア) 振動という。
また、架空電線が、電線と直角方向に穏やかで一様な空気の流れを受けると、電線の背後に空気の渦が生じ、電線が上下に振動を起こすことがある。この振動を防止するために (イ) を取り付けて振動エネルギーを吸収させることが効果的である。この振動によって電線が断線しないように (ウ) が用いられている。
その他、架空送電線の振動には、送電線に氷雪が付着した状態で強い風を受けたときに発生する (エ) や、送電線に付着した氷雪が落下したときにその反動で電線が跳ね上がる現象などがある。

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: 送電論点: 送電線

2015年度電力

電力問9

架空送電線路のがいしの塩害現象及びその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: 送電論点: 送電線論点: がいし

2015年度電力

電力問10

電圧66kV,周波数50Hz, こう長5kmの交流三相3線式地中電線路がある。ケーブルの心線1線当たりの静電容量が \(0.43~\mu F/km,\) 誘電正接が0.03%であるとき、このケーブル心線3線合計の誘電体損の値 [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: 送電論点: 送電線

2015年度電力

電力問11

次の文章は、地中配電線路の得失に関する記述である。
地中配電線路は、架空配電線路と比較して、(ア) が良くなる、台風等の自然災害発生時において (イ) による事故が少ない等の利点がある。
一方で、架空配電線路と比較して、地中配電線路は高額の建設費用を必要とするほか、掘削工事を要することから需要増加に対する (ウ) が容易ではなく、またケーブルの対地静電容量による (エ) の影響が大きい等の欠点がある。

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: 配電論点: 配電方式

2015年度電力

電力問12

スポットネットワーク方式及び低圧ネットワーク方式 (レギュラーネットワーク方式ともいう)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: 配電論点: 配電方式

2015年度電力

電力問13

三相3線式と単相2線式の低圧配電方式について、三相3線式の最大送電電力は、単相2線式のおよそ何%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3線式の負荷は平衡しており、両低圧配電方式の線路こう長、低圧配電線に用いられる導体材料や導体量,送電端の線間電圧、力率は等しく、許容電流は導体の断面積に比例するものとする。

分野: 配電論点: 配電方式論点: 力率

2015年度電力

電力問14

変圧器の鉄心に使用されている鉄心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: 変電・機器論点: 変電設備

2015年度電力

電力問15(a)

定格出力1000MW,速度調定率5%のタービン発電機と、定格出力 300 MW, 速度調定率3%の水車発電機が周波数調整用に電力系統に接続されており、タービン発電機は80%出力,水車発電機は60%出力をとって、定格周波数 (60Hz) にてガバナフリー運転を行っている。
系統の負荷が急変したため、タービン発電機と水車発電機は速度調定率に従って出力を変化させた。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、このガバナフリー運転におけるガバナ特性は直線とし、次式で表される速度調定率に従うものとする。また、この系統内で周波数調整を行っている発電機はこの2台のみとする。

\[ \text{速度調定率} = \dfrac{\frac{n_{2}-n_{1}}{n_{n}}}{\frac{P_{1}-P_{2}}{P_{n}}}\times 100[\%] \]
\(P_{1}\): 初期出力 [MW], \(P_{2}\): 変化後の出力 [MW], \(P_{n}\): 定格出力 [MW]
\(n_{1}\): 出力 \(P_{1}\) における回転速度 [\(min^{-1}\)], \(n_{2}\): 変化後の出力 \(P_{2}\) における回転速度 [\(min^{-1}\)], \(n_{n}\): 定格回転速度 [\(min^{-1}\)]

出力を変化させ、安定した後のタービン発電機の出力は900MWとなった。このときの系統周波数の値 [Hz] 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

2015年度電力

電力問15(b)

定格出力1000MW,速度調定率5%のタービン発電機と、定格出力 300 MW, 速度調定率3%の水車発電機が周波数調整用に電力系統に接続されており、タービン発電機は80%出力,水車発電機は60%出力をとって、定格周波数 (60Hz) にてガバナフリー運転を行っている。
系統の負荷が急変したため、タービン発電機と水車発電機は速度調定率に従って出力を変化させた。次の(a)及び(b)の問に答えよ。
ただし、このガバナフリー運転におけるガバナ特性は直線とし、次式で表される速度調定率に従うものとする。また、この系統内で周波数調整を行っている発電機はこの2台のみとする。

\[ \text{速度調定率} = \dfrac{\frac{n_{2}-n_{1}}{n_{n}}}{\frac{P_{1}-P_{2}}{P_{n}}}\times 100[\%] \]
\(P_{1}\): 初期出力 [MW], \(P_{2}\): 変化後の出力 [MW], \(P_{n}\): 定格出力 [MW]
\(n_{1}\): 出力 \(P_{1}\) における回転速度 [\(min^{-1}\)], \(n_{2}\): 変化後の出力 \(P_{2}\) における回転速度 [\(min^{-1}\)], \(n_{n}\): 定格回転速度 [\(min^{-1}\)]

出力を変化させ、安定した後の水車発電機の出力の値 [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

2015年度電力

電力問16(a)

図は、三相3線式変電設備を単線図で表したものである。
現在、この変電設備は、a点から3800kV・A, 遅れ力率0.9の負荷Aと、b点から 2000 kW, 遅れ力率 0.85の負荷Bに電力を供給している。b点の線間電圧の測定値が22000Vであるとき、次の (a) 及び (b) の問に答えよ。
なお、f点とa点の間は400m, a点とb点の間は800mで、電線1条当たりの抵抗とリアクタンスは1km 当たり \(0.24 \Omega\) と \(0.18 \Omega\) とする。また、負荷は平衡三相負荷とする。

負荷Aと負荷Bで消費される無効電力の合計値 [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: 送電論点: 送電線論点: 無効電力

2015年度電力

電力問16(b)

図は、三相3線式変電設備を単線図で表したものである。
現在、この変電設備は、a点から3800kV・A, 遅れ力率0.9の負荷Aと、b点から 2000 kW, 遅れ力率 0.85の負荷Bに電力を供給している。b点の線間電圧の測定値が22000Vであるとき、次の (a) 及び (b) の問に答えよ。
なお、f点とa点の間は400m, a点とb点の間は800mで、電線1条当たりの抵抗とリアクタンスは1km 当たり \(0.24 \Omega\) と \(0.18 \Omega\) とする。また、負荷は平衡三相負荷とする。

f-b間の線間電圧の電圧降下Vの値 [V] 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、送電端電圧と受電端電圧との相差角が小さいとして得られる近似式を用いて解答すること。

分野: 送電論点: 送電線論点: 無効電力

2015年度電力

電力問17(a)

図に示すように、線路インピーダンスが異なるA, B回線で構成される 154 kV 系統があったとする。A回線側にリアクタンス5%の直列コンデンサが設置されているとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、系統の基準容量は、10 MV・Aとする。

A回線: \(X_L = 15\%\), \(X_C = 5\%\)
B回線: \(X_L = 10\%\)

図に示す系統の合成線路インピーダンスの値 [%] 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

2015年度電力

電力問17(b)

図に示すように、線路インピーダンスが異なるA, B回線で構成される 154 kV 系統があったとする。A回線側にリアクタンス5%の直列コンデンサが設置されているとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお、系統の基準容量は、10 MV・Aとする。

A回線: \(X_L = 15\%\), \(X_C = 5\%\)
B回線: \(X_L = 10\%\)

送電端と受電端の電圧位相差 \(\delta\) が30度であるとき、この系統での送電電力 \(P\) 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。
ただし、送電端電圧 \(V_s\), 受電端電圧 \(V_r\) は、それぞれ 154 kV とする。

分野: 送電論点: 送電線