電力科目
水車・発電機の起動操作を開始すると，まず起動条件の成立を確認し，補機類が動作して準備完了となる。 次に入口弁が全開となり，続いてガイドベーンが起動開度まで開き，水流によって水車が起動する。その後回転数が定格の約 8 割に達すると界磁遮断器が閉…
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…
石炭ガス化複合発電（IGCC : Integrated coal Gasification Combined Cycle，石炭ガス化コンバインド発電）とは，石炭をガス化炉内で部分酸化することにより一酸化炭素と水素を主成分とする可燃性ガスに転換し，その生成ガスから窒素化合物，硫黄化合物，ダ…
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…
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…
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…
配電線の大容量化などに伴う太線化と多回線化による設計荷重の増加に加え，木材資源が乏しくなってきたことから，現在，我が国では配電系統の支持物（電柱）としてコンクリート柱が主流となっている。 電柱には電線をはじめとした種々の設備が取り付けられる…
ケーブルの許容電流は，絶縁体の性能を長期にわたり損なわない温度条件から定められ，例えば CV ケーブル（架橋ポリエチレン絶縁ビニルシースケーブル）の最高許容温度（連続使用時）は 90 °C 程度である。 ここにケーブルの温度は，ケーブルから発熱と周囲…
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…
対称座標法（symmetrical coordinate method）によれば，第一に回転機類も静止器類も送電線路も極めて正しく，かつ簡潔な方法で方程式として表現できる。 第二にこれらを相互接続することが可能であり，したがっていかなる大系統もその計算用回路として構成…
変圧器は，使用しているうちに次第に劣化を生じる。主な劣化箇所は絶縁物であり，次の要因が考えられる。 熱による劣化 コロナによる劣化 機械的応力による劣化 このうち，過負荷運転による劣化に最も大きな影響を及ぼすのは熱による劣化である。 変圧器の過…
LNG（液化天然ガス，Liquefied Natural Gas）はメタン，エタンを主成分とする天然ガスを超低温で液化したもので，その主成分は約 9 割 がメタンで占められている。 メタンは常温・常圧で気体であるが -162 °C という超低温まで冷却すると液化し，体積は約 1/…
調速機（governor）は，起動時の系統並列に向けた速度調整や負荷遮断時の異常な水圧上昇等を抑える役割を持つが，通常時は，系統の周波数を安定させることが要求されており，負荷の増減に関わらず，水車の回転速度を一定に保つ役割を持っている。 調速機は，…
わが国では電気事業者間の広域的運営のため，電力系統の系統間連系が整備されてきているが，連系線潮流の制御が複雑になるなどの理由から，相互の連系は 1 点連系を基本としてきた。 この系統間連系により期待できる利点及び考慮すべき留意点の主なものは以…
油入変圧器 (Oil-immersed transformer) は運転に入った後，温度，湿度，酸素等により絶縁物が次第に劣化し，それが進行すると，雷サージ，開閉サージなどの異常電圧あるいは外部短絡の際の電磁機械力などの電気的・機械的異常ストレスを受けた場合，破壊す…
本稿では，電力用コンデンサについて述べる。 電力用コンデンサの目的 力率改善 進相コンデンサによる力率制御の代表的な方式 電力用コンデンサの構成 フィルムコンデンサの歴史 電力用コンデンサの結線方式 コンデンサ本体（SC） 直列リアクトル（SR : Seri…
変圧器は一般に，高圧巻線と低圧巻線がそれぞれ単独に，必要な容量の巻線から構成される。 単巻変圧器では低圧巻線を高圧巻線と共有することに特徴がある。 この場合，一般の変圧器に比べ，変圧器の自己容量は低減する。高圧側電圧 500 [kV] と低圧側電圧 27…
架空送電線路は発電所で発生した電力を効率よく，安定に，しかも経済的に需要地域まで輸送する役割を担っている。 架空送電線路に使用される電線 架空送電線路に使用する電線の電気的性能としては導電率が高いものが望ましく，機械的性能としては引張強さが…
小形の同期発電機では界磁に永久磁石を使用することもあるが*1，中型から大型の同期発電機（以下，主発電機と呼ぶ）では界磁巻線に直流電流を通電して励磁する方法が適用される。 この直流電流（界磁電流）を供給する装置を励磁装置と呼び，近年では交流励磁…
発変電所などに使用される直流電源は，系統に事故が発生したときも含めて，開閉器や保護制御装置を動作させる電源であり，蓄電池が多く採用されている。 蓄電池としては，充・放電を繰り返すことができる鉛電池やアルカリ電池が使用されている。 蓄電池の容…
火力発電所のボイラ設備とその保安装置について説明する。 火力発電所のボイラ設備 過熱器（superheater） 再熱器（reheater） 節炭器（economizer） 空気予熱器（air heater） 火力発電所におけるボイラの保安装置 参考文献 更新履歴 火力発電所のボイラ設…
電力系統の中性点は，事故発生時における過電圧の抑制と保護装置の確実な動作のために接地されることが多い。 接地方式は，直接接地，抵抗接地，非接地に大別できるが，接地抵抗には系統特性に応じて，補償リアクトルや消弧リアクトルが併用される場合がある…
変電所で電気絶縁のため使われるがいし，ブッシングの表面には，台風や季節風などによる強い海風により運ばれる海塩が付着する。 この表面が湿潤を受けて導電性を有するようになり，漏れ電流が流れ，その発熱により電流が集中するところに乾燥帯が形成される…
風力発電に用いられる風車のエネルギー変換効率（軸出力エネルギーと風車ロータを通過する空気エネルギーの比）はパワー係数と呼ばれ，理論的には 0.593 （ベッツの限界値）であるが，実際には最適設計されたプロペラ形風車で最大 0.45 程度の値となる。 一…
汽力発電所の運転時における熱効率の維持向上対策は，以下のとおり。 過熱蒸気の採用 過熱蒸気を採用することによりエンタルピーが増大し，熱効率が向上する。 復水器真空度の向上 復水器の真空度が向上すると背圧が下がり，タービンの熱落差が大きくなって…
配電線にアーク炉や溶接機などのような変動負荷が接続されると，その負荷電流による電圧降下のために配電線の電圧が変動する*1。 この電圧変動が頻繁に繰り返され，照明の明るさにちらつきを生じる現象を電圧フリッカ（voltage flicker）という*2。 電圧フリ…
電力系統に雷サージや開閉サージなどの過電圧が発生すると，大地に放電電流を流してこれを抑制し，その後に流れる商用周波数の電流（これを続流（follow current）と呼ぶ）を速やかに遮断して，電力系統を通常の状態に復帰させる装置を避雷器（surge arreste…
電力系統の電気方式は，送配電線に流れる電流の種類によって直流方式と交流方式に大別できる。 電気事業の初期ならびに海底ケーブルを含む長距離大容量送電など特定な場合を除き，現在は交流方式がもっぱら採用されている。 これは交流送電の次に述べる利点…
天然ウラン中には，235U は 0.7 [%] 程度しか含まれておらず，大部分が 238U である。そのため，燃料としては，235U の濃度を 3 ～ 5 [%] まで濃縮し，UO2 に再転換して使用する。 原子炉内に挿入された燃料は，通常の運転状態では平均 3 ～ 5 年間程度熱エ…
