水力発電
カプラン水車の構造と特徴、円筒水車との関係を解説。第二種電気主任技術者試験の過去問をもとに、低落差水力発電の仕組みをわかりやすく整理。
本記事では，水車発電機の端子電圧を一定に保つために不可欠な 励磁装置 について解説する。励磁方式の分類，近年主流となっている サイリスタ励磁装置の特徴・構成・制御方式 を整理し，電験一種〜三種の電力科目で頻出するポイントを分かりやすくまとめた…
水力発電所では，操作油や潤滑油のオイルレス化が図られている。 オイルレス化を図る目的 オイルレス化の部位と対策 水車・発電機軸受（潤滑油装置など）のオイルレス化 水車操作機構のオイルレス化 水車操作方式関連のオイルレス化 参考文献 更新履歴 オイ…
火力発電所の大容量タービン発電機と水力発電所の水車発電機は、構造・回転速度・冷却方式などにおいて大きな違いがあります。本記事では、電気主任技術者やその志望者向けに、両者の相違点を体系的に対比しながら解説します。発電設備の理解を深め、保守・…
本記事では、国のエネルギー政策における供給力確保の観点から、石油代替エネルギーとして位置付けられる主要な発電方式 ― 一般水力、石炭火力、新エネルギー（太陽光・風力・バイオマス）― の特徴と技術的課題を整理する。 供給安定性・環境適合性・経済性…
フランシス水車を用いたダム水路式水力発電所において発生する「水撃作用（Water Hammer）」について、原理・原因・設備への影響・対策方法を体系的に解説。特にサージタンクや制圧機による圧力変動の緩和策、数式による理解を通じて、電気主任技術者やその…
水力発電所における部分負荷運転時の効率向上策を、水車の種類別（ペルトン・クロスフロー・カプラン）に整理して解説。電験二種・三種の水力分野で頻出の重要ポイントをわかりやすくまとめた記事。
流域面積・降水量・流出係数から年間平均流量を求め、自流式水力発電所の最大出力を計算する手順を解説。電験二種・三種の水力分野で頻出の計算問題をわかりやすく整理。
水力発電所の種類、出力区分、調整池式の運用方法、調整容量の基本式、そしてピーク・オフピーク時の出力計算例をわかりやすく解説。電験三種・二種の水力分野で頻出の重要ポイントを体系的に整理。
水車の振動は，水力的要因によるものと，機械的要因によるものとに大別される。 水力的要因によるものには，吸出管内の旋回流やキャビテーションによる振動，ランナとガイドベーンの干渉による振動，ランナ出口のカルマン渦による振動などがあげられる。 吸…
発電機の自動電圧調整装置（AVR）の基本的な役割と、界磁電流の増減に応じた保護機能の仕組みについて解説。温度上昇限度や安定度の観点から設定される制御値の意味を理解し、電気主任技術者試験にも役立つ知識を整理。
発電機の有水試験における三相短絡試験の手順を解説。電機子端子の処理、励磁方式の変更、保護リレーの設定、測定方法、そして短絡比・同期インピーダンスの算出までを整理。
揚水発電は、夜間の余剰電力で水を上部池へ汲み上げ、昼間のピーク需要に発電して電力負荷を平準化する重要な電源です。本記事では、揚水式発電所の仕組み・経済運用効果・可変速揚水発電の特徴・発電電動機の始動方式・有水試験（ポンプ入力遮断試験）まで…
水車および発電機における非破壊試験の概要を整理し、特に発電機固定子巻線の絶縁劣化を評価するための直流試験・交流試験について体系的に解説する。絶縁抵抗試験、直流吸収試験、誘電正接試験、交流電流試験、部分放電試験、コロナ試験など、電気主任技術…
吸出し管は，反動水車のランナ出口から放水路を結ぶ管で，単なる導水管として用いられるだけでなく，管内に充満する水頭を利用して，ランナ出口の圧力を大気圧以下に保ち，また，ランナ出口の水の持つ運動エネルギーをランナ出口から放水面までの落差として…
水力エネルギーの未利用地点は落差や流量の小さい場合が多く，このような地点の発電所に選定される効率のよい水車は限られ，チューブラ水車やバルブ水車などの反動水車が多く採用されている。 また，S 形チューブラ水車は，水路外部に発電機を設置できるため…
水車・発電機の起動操作の流れと、故障時における停止制御の種類（緩停止・非常停止・急停止）について解説。電気主任技術者試験に役立つ知識として、各制御の目的と動作タイミングを整理。
立軸水車発電機の軸受 立軸水車発電機の回転体の主軸はスラスト軸受と案内軸受によって支えられている。 スラスト軸受は発電機回転子，水車ランナの重量及び水車ランナに加わる水圧を支える部分である。 この軸受の回転部と接触する部分を静止板といい，回転…
10 MV・A を超える大形の水車発電機（揚水発電機を除く）には，一般的に突極形同期発電機が用いられる。 回転子軸の方向による分類 水車発電機は，その回転子軸の方向により立軸機と横軸機に分類される。 立軸機は，同容量で比べた場合，床面積が少なくて済…
水力発電所の設計・建設では、河川流況の把握、水車の基本特性、比速度の考え方、効率特性、発電機の極数選定など、多岐にわたる要素を総合的に検討する必要がある。本記事では、水車の相似則や比速度の導出、水車型式ごとの効率特性、建設コスト低減のため…
調速機（governor）は、水車発電機の回転速度を制御する装置であり、起動時の系統並列、負荷遮断時の水圧上昇抑制、通常時の周波数安定化など多岐にわたる役割を担っている。構成要素としては、電気制御部（レギュレータ）と圧油操作部（アクチュエータ）に…
電力系統の安定運用に不可欠な「周波数制御」に焦点を当て、水力・火力・揚水発電所の役割と運用方法について解説する。各発電方式の特性や制約、調整力の確保方法、系統安定化への貢献などを体系的に整理し、技術者やエネルギー分野の関係者に向けて実践的…
発電電動機は，揚水時には同期電動機となるため，次のような始動方式を採用し始動しなければならない。 制動巻線始動方式 突極形同期機の制動巻線 同期始動方式 直結電動機始動方式 サイリスタ始動方式 参考文献 更新履歴 制動巻線始動方式 発電電動機を誘導…
プロペラ水車は反動水車の一種で、特に可動ベーンを備えたカプラン水車は低落差・大流量の発電所で広く採用されている。落差変動に対して効率を維持しやすく、比速度が大きいため発電設備を小形化できる点が特徴である。一方、斜流水車（デリア水車）はフラ…
本稿では，水車におけるキャビテーションについて説明する。 キャビテーションの発生メカニズム キャビテーションの障害 運転中の機器に与える影響 水車の吸出し管 キャビテーションの防止策 発電所を設計するうえで考慮すべきこと 水車の設計・製作上で考慮…
水力発電所における入口弁の役割と種類（ロータリ弁・ちょう形弁・複葉弁）について、電気主任技術者向けにわかりやすく解説します。
近年の水力発電所の発電機には，定格で連続運転したときに許容できる最高温度として，耐熱クラス155（F）の電気絶縁システムが採用されている。 これにより，耐熱クラス130（B）と比べて最高温度が高くできるため，巻線の電流密度を上げることができ，導体断…
水車の無拘束速度 ある有効落差，水口開度，吸出し高さ*1（反動水車の場合で吸出管の高さ相当）において無負荷運転させたとき，回転速度は無制限に上昇せずに一定の速度に落ち着く。 この速度を無拘束速度（runaway speed）という。 水車の無拘束速度は，ペ…
ペルトン水車は、水流の衝撃を利用して回転する衝動水車の一種で、高落差・低流量の発電に適した高効率な水車です。ランナとノズルから構成され、ジェット流をバケットに衝突させて回転力を得ます。黒部川第四発電所などで実用されており、急激な負荷変化に…
水力発電所は，落差の得方や流量の利用方法によって多様な形式に分類されます。本記事では，電気主任技術者試験で頻出となる「水路式」「ダム式」「ダム水路式」「流れ込み式」「調整池式」「貯水池式」「揚水式」などの特徴を体系的に整理し，設備構成や運…
