電験三種 令和元年度(2019) 電力 問1 過去問解説

問1 《水力発電(水車と発電機)》
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。
  1. (1) ガイドベーン(案内羽根)は,その開度によってランナに流入する水の流量を変え,水車の出力を調整することができる水車部品である。
  2. (2) 同一出力のフランシス水車を比較すると,一般に落差が高い地点に適用する水車の方が低い地点に適用するものより比速度が小さく,ランナの形状が扁平になる。
  3. (3) 揚水発電所には,別置式,タンデム式,ポンプ水車式がある。発電機と電動機を共用し,同一軸に水車とポンプをそれぞれ直結した方式がポンプ水車式であり,水車の性能,ポンプの性能をそれぞれ最適に設計できるため,国内で建設される揚水発電所はほとんどこの方式である。
  4. (4) 水車発電機には突極形で回転界磁形の三相同期発電機が主に用いられている。落差を有効に利用するために,水車を発電機の下方に直結した立軸形にすることも多い。
  5. (5) 調速機は水車の回転速度を一定に保持する機能を有する装置である。また,自動電圧調整器は出力電圧の大きさを一定に保持する機能を有する装置である。
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正解は(3)
解説
【考え方】揚水発電の方式は、別置式・タンデム式・ポンプ水車式の3つで、この区別がポイントです。 ポイント:別置式=水車とポンプが別々の機械。タンデム式=同じ軸に水車とポンプを別々につける。ポンプ水車式=1台で水車にもポンプにもなる。 ■1 (1) ガイドベーン ガイドベーン(案内羽根)は、開き具合で水の量を変えます。水の量が変わると、出力も変わります。→ 正しいです。 ■2 (2) 比速度 比速度は、水車の形を表す数字です。 落差が高い所の水車ほど比速度が小さくなり、ランナ(羽根車)は平たい形になります。→ 正しいです。 ■3 (3) 揚水発電の方式 「同じ軸に水車とポンプを別々につける」のは、タンデム式です。 ポンプ水車式は、1台の機械が、回る向きを変えて、水車にもポンプにもなる方式です。 国内の揚水発電所のほとんどはポンプ水車式ですが、(3) の説明の中身はタンデム式のものです。→ 誤りです。 ■4 (4) 水車発電機 水車発電機は回転がおそいので、極(磁石)の数が多い突極形で、磁石の側を回す回転界磁形を使います。 水車を発電機の下に置く、立軸形(縦置き)も多いです。→ 正しいです。 ■5 (5) 調速機と自動電圧調整器 調速機は回転の速さを、自動電圧調整器は電圧の大きさを、それぞれ一定に保ちます。→ 正しいです。 答えは(3)ピヨ。
出典:令和元年度(2019) 第三種電気主任技術者試験(電気技術者試験センター)電力 問1