電力・管理科目
特別高圧（154 [kV] ～ 66 [kV]）の地中ケーブルを用いて送電を行うときの設計上の留意点を充電電流，放熱及び地中ケーブルの絶縁の観点から，架空線で同様の送電を行うときと比較して説明する。 充電電流の観点 留意点 対策 放熱の観点 留意点 対策 地中ケ…
高圧配電系統に同期発電機を連系する場合に，同期発電機を設置する構内の保護リレーについて，説明する。 地絡過電圧リレーを用いる理由 構内の地絡故障保護には，受電点近くに設置した地絡過電流リレー（OCGR）などを用いるが，同期発電機を連系する場合の…
架空送電線の電線の太さの選定について，説明する。 架空送電線の電線の太さを選定するにあたっては，様々な要因を考慮する必要があるが，その要因としては，電気的要因，機械的要因（強度・重量・耐振性・工事上の取り扱いなど）や価格などがある。 太さの…
フランシス水車を設置するダム水路式水力発電所における水撃作用について，説明する。 水撃作用が発生する主な原因 発電機や発電所構内事故あるいは送電線事故などにより，保護装置が発電機の負荷を自動遮断した場合，水車・発電機が危険な速度まで速度上昇…
変電所の接地設計を行う場合，設計基礎データとして建設予定地の面積，土壌固有抵抗と予想最大接地電流が明確にされると，それに伴って具体的に設計を進めることができる。 変電所の接地の目的 系統接地 避雷器（雷害防止用）接地 機器接地（金属製外箱等の…
水力発電所の部分負荷運転時における水力効率の向上策について述べる。 ペルトン水車 ペルトン水車では，ノズルの使用射数を減らす又はニードルを絞ることで，流速を維持し，部分負荷での効率を高めている。 クロスフロー水車 クロスフロー水車では，ガイド…
変電所機器・装置の定期点検は，一般的には，おおむね 1 ～ 3 年を点検周期とする点検（本問において「普通点検」という。）及びおおむね 6 ～ 12 年を点検周期とする精密な点検（本稿において「精密点検」という。）に分けて行われている。 その場合の普通…
近年，省資源と環境保全の観点からガスタービンとその排気ガスを利用した蒸気タービンを組み合わせ，熱効率を向上させるコンバインドサイクル発電が火力発電の主流として多く採用されている。 コバインドサイクル発電とは，複合サイクル発電とも呼ばれ，異な…
変電所母線（bus-bar）などの結線方式には，単母線方式，複母線方式（二重母線方式），ユニット方式などがあるが，結線方法の選定の一般的な考え方と特徴について述べる。 変電所の結線方式を決定する際に考慮すべきこと 送電線事故，母線事故時の系統への影…
河川の流域面積が 200 km2，年間降水量が 1 500 mm，流出係数 0.7 の河川がある。 この河川に最大使用水量が年間平均流量の 2 倍の自流式発電所を設置するとき，次の問に答えよ。 ただし，取水口標高 420 m，水車中心標高 185 m，放水口標高 200 m，損失落差…
配電系統の電力損失を低減することはエネルギー資源の効率的な活用に有効である。 配電系統の電力損失低減策は，以下のとおり。 柱上変圧器を重負荷地点近傍に設置する。 配電電圧を格上げする（昇圧）。 力率改善用コンデンサを設置する。 負荷電流の不平衡…
火力発電所の所内交流回路には，送電系統や所内回路の事故により電源喪失した場合でも安全面や設備保全で重要な補機電動機（負荷）が運転継続できるように，非常用ディーゼル発電機が接続できる電源系統構成となっている。 この電源系統に接続されている補機…
距離リレー（DZR : Distance Relay）は，自端の電圧・電流入力により事故検出ができることから保護リレー装置としての構成が比較的簡単で信頼性が高く，系統保護における主保護リレー又は後備保護リレーとして広く使用されている。 また，距離リレーは事故区…
変圧器の電路の絶縁耐力については，「電気設備技術基準の解釈」第16条 第1項 第1号の規定により，巻線の種類に応じた試験電圧及び試験方法で絶縁耐力を試験したときこれに耐えることとされている。 変圧器の電路は，次の各号のいずれかに適合する絶縁性能を…
ガス絶縁開閉装置（以下，GIS*1 という。）の診断技術に関する記述である。 GIS は遮断器，断路器，接地開閉器，母線，ケーブル接続部などから構成されたコンパクトな開閉装置で，高電圧部を金属容器内に収納し，主絶縁として圧力の高い SF6 ガスを充填した…
電力系統に接続される同期発電機は，系統から受ける擾乱に対して同期運転を維持するための安定条件が必要である。これを電力系統の安定度と呼んでいる。
水力発電所は，その発電方式により，流込式，調整池式，貯水池式及び揚水式に区分される。 流込式発電所及び調整池式発電所の供給電力量は，平水年可能発電電力量と利用率の積から所内消費電力量を差し引いたものになる。 また，ある地点又はある期間の可能…
パワー半導体デバイスのスイッチングを利用して電力変換を行う電力変換装置の交流入力及び交流出力側には，種々の高調波が発生する。 交流入力側である電力系統では，コンデンサのような高い周波数でインピーダンスが低い機器に高調波電流が集中して加熱した…
図の破線内は，三相 6 600 [V]，60 [Hz] の高圧母線から給電されるサイリスタ変換装置用の交流フィルタ設備の例である。 変換装置は 12 パルスで，変換装置用変圧器の交流側の容量は 1 000 [kV・A] である。 図 高圧母線から給電されるサイリスタ変換装置用…
無効電力補償装置には交流系統に並列又は直列に接続する方式がある。 並列接続方式の無効電力補償装置には，(a) サイリスタで位相制御したリアクトルと固定コンデンサとを並列接続した回路構成，(b) 連系リアクトルと電圧形自励変換器とを直列接続した回路構…
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…
母線保護継電器の設置されていない発変電所母線に事故が発生した場合，事故検出は，送電線相手端子での遠端後備保護及び発電機又は変圧器の自端後備保護によって行われるため，事故除去が遅れる。 このため，故障電流の増大に伴う機器の損傷，広範囲停電，電…
揚水発電システムは，夜間の電力を利用してポンプで下部池から上部池へ水をくみ上げ，水の位置エネルギーとして貯蔵し，昼間のピーク負荷時に発電して電力消費の平準化を行うシステムである。 可変速揚水発電システムは，揚水運転時の入力調整機能のほかに，…
わが国における発変電所の低圧・制御回路に発生するサージ現象については，電気協同研究「低圧制御回路絶縁設計（昭和51年8月）」で技術的調査や現象の調査が行われ，これらの成果に基づいた各種の対策が行われてきた。 しかしながら，この報告書の発行後，…
一般に配電線路の形態としては，新規需要の発生に応じて幹線と分岐線を延長していくため，現在，樹枝状方式が架空配電系統で最も多い方式である。 この方式では，施設費は安価であるがそのままでは信頼度が低いため，通常，幹線は自動区分開閉器によって適当…
火力発電所では一般に，所内電源が停電した場合に備えて，ディーゼル発電機及び蓄電池が設けられるが，これらの設置目的について述べるとともに，それぞれに接続される負荷となる機械器具を説明する。 ディーゼル発電機 蓄電池 参考文献 更新履歴 ディーゼル…
変圧器の耐電圧試験は，短時間交流耐電圧試験，長時間交流耐電圧試験，雷インパルス耐電圧試験の 3 種に区分される。 短時間交流耐電圧試験 短時間交流耐電圧試験は，所定の商用周波交流試験電圧を 1 分間程度印加し，絶縁破壊を生じることなく耐えることを…
変電所の耐震設計については，現在，「JEAG5003-2019 JESCE0001(2019) 変電所等における電気設備の耐震設計指針」が標準的に採用されている。 変電所の耐震設計 動的設計手法が採用されている理由 屋外用がいし形機器の耐震設計に関する設計手法，設計地震力…
ガスタービンの運転で重要な制御はガバナ制御と燃焼温度制御である。 回転数を制御するガバナ制御では燃料流量を制御するが，蒸気系の出力応答性が遅いためガスタービンの応答を敏感にする必要がある。 そのためガスタービンの速度調定率は蒸気系に比べて小…
水力発電所の設計・建設においては，土木設備を含めた設備全体の経済性を追求し，各機器の仕様検討を進める。 水車の基本特性 水力発電所の設計・建設の事例 水力発電所の設計手順 水力発電機の定格回転速度の選定の考え方 回転速度の上限値 選定すべき定格…
