もくじ
問.1 難易度★☆☆
解答
答(1)
水車の調速機は、発電機を系統に並列するまでの間においては水車の回転速度を制御し、
発電機が系統に並列した後は、出力を調整し、また、事故時には回転速度の異常な上昇を防止する装置である。
調速機は回転速度などを検出し、規定値との偏差などから演算部で必要な制御信号を作って、パイロットバルブや配圧弁を介して
サーボモータを動かし、ペルトン水車においては、ニードル弁、フランシス水車においてはガイドベーンの開度を調整する。
問.2 難易度★☆☆
解答
答(1)
給水ポンプで加圧してボイラに供給する過程で、断熱圧縮過程である。
問.3 難易度★☆☆
解答
答(5)
コンバインドサイクル発電の出力増大や熱効率向上を図るためにはガスタービンの高効率化が重要である。
高効率化の方法には、ガスタービンの入口ガス温度を高くすることや空気圧縮機の出口と入口の圧力比を増加させることなどがある。
このためには、燃焼器やタービン翼などに用いられる耐熱材料の開発や部品の冷却技術の向上が重要であり、同時に窒素酸化物の低減が必要となる。
問.4 難易度★★☆
解答
答(1)
ウラン、トリウム、プルトリウムのうち自然界に存在するのはウランとトリウムのみ
問.5 難易度★★☆
解答
答(5)
整流器の出力電圧を定格電圧より高くして蓄電池を充電する。
問.6 難易度★★☆
解答
題意より、変圧器3バンクのうち、1バンクが故障した場合に変圧器にかかる容量は、
\((1-0.1)×\frac{P}{cosθ}=\frac{0.9}{0.95}P[MV・A]\)・・・①
残り2バンクで供給する。過負荷125%まで供給可能であるから、供給可能な容量は、
\(1.25×2×25=62.5[MA・A]\)・・・②
①②が等しいとして、Pを求めると、
\(P=\frac{0.95}{0.9}×62.5\)
\(\color{red}{≒65.9[MW]}\)
問.7 難易度★★☆
解答
題意より、電圧降下率5%とすると、降下前の電圧\(V_S\)は
\(V_S=6.6×1.05=6.93[kV]\)
電圧降下の式より、
\(V_S-V_r=\sqrt{3}I(rcosθ+xsinθ)\)
\(6.93-6.6=\sqrt{3}I(0.45×2×0.85+0.25×2×\sqrt{1-0.85^2}\)
\(0.33=\sqrt{3}I×1.03\)
\(Iについて整理すると、\)
\(I≒184[A]\)
よって、電圧降下率5%を超えないようにするための負荷電力の最大値Pは
\(P=\sqrt{3}VIcosθ\)
\(=\sqrt{3}6.6×184.3×0.85\)
\(\color{red}{=1797[kW]}\)
問.8 難易度★★☆
解答
答(5)
鉄塔塔脚の接地抵抗を低減させることにより、鉄塔頂部または径間の架空地線への電撃に伴う電力線への逆フラッシオーバの発生を抑制できる。
問.9 難易度★★☆
解答
答(3)
多導体方式の方が、単導体方式に比べてコロナ放電の発生を抑制できる。
問.10 難易度★☆☆
解答
答(4)
地中ケーブルの布設方式は、直接埋設式、暗渠式、管路式などがある。
直接埋設式は暗渠式や管路式と比較すると、工事費が安くなる特徴がある。
暗渠式や管路式は我が国では主流の布設方式であり、直接埋設式と比較するとケーブルの引き替えが容易である。
暗渠式は管路式と比較するとケーブルの熱放散が一般に良好で、許容電流を高く撮れる特徴がある。
管路式ではケーブルの接続を一般にマンホールで行うことから、布設設計や工事の自由度に制約が生じる場合がある。
問.11 難易度★★☆
解答
答(2)
a.高圧配電線路は多くの場合、配電用変電所の変圧器2次側のΔ結線から3線で引き出され、非接地方式が採用されている。
b.この方式では、一般に一線地絡事故時の地絡電流は数百〜数千アンペア程度のほか、高低圧線の混触事故の低圧側対地電圧上昇を容易に抑制でき、
地絡事故中の通信障害もほとんど問題にならない。
問.12 難易度★★★
解答
問.13 難易度★★☆
解答
答(5)
区分開閉器は負荷電流の開放しかできず、事故電流の遮断はできない。
問.14 難易度★☆
解答
答(2)
無色、無臭で化学的に安定している。
問.15 難易度★★☆
解答
答(a)-(4), (b)-(4)
(a)
断面積をA、流速をvとすると、ペルトン水車の流量Qは
\(Q=Av=(\frac{1.2}{2})^2π×5.３\)
\(\color{red}{≒6[m/s]}\)
(b)
A点の全水頭Hは
\(H=\frac{p}{ρg}+\frac{v^2}{2g}=\frac{3000×10^3}{1000×9.8}+\frac{5.3^2}{2×9.8}\)
\=307.6[m]\)
よって、水車出力Pは、
\(P=9.8QHη\)
\(=9.8×6×307.6×0.885\)
\(\color{red}{≒16000[kW]}\)
問.16 難易度★★☆
解答
答(a)-(2), (b)-(3)
(a)
一相あたりのアドミタンスをY、線間電圧をVとすると、充電電流Iは、
\(I=3Y\frac{V}{\sqrt{3}}=\sqrt{3}YV[A]\)
よって、アドミタンスYは、
\(Y=\frac{I}{\sqrt{3}V}=\frac{115}{\sqrt{3}×66×10^3}\)
(b)
１線地絡事故時に流れる電流を0とするためには、送電線の対地静電容量と等しいリアクトルを中性点に挿入する。
このリアクトルLのインピーダンス\(X_L\)は、
\(X_L=\frac{1}{3Y}=\frac{1}{3×1.006×10^{-3}}\)
\(\color{red}{≒333[Ω]}\)
問.17 難易度★★☆
解答
答(a)-(4), (b)-(3)
(a)
定格出力にて1日運転したときに消費する燃料重量をB[kg]とすると、
\(200×10^3[kJ]×3600[s]×24=B×28000[kJ/kg]×0.36\)
これを燃料重量Bについて整理すると、
\(B=\frac{200×10^3×3600×24}{28000×0.36}\)
\(\color{red}{=1714×10^3≒1714[t]}\)
(b)
CO2は1molあたり、質量(12+2×16)[kg]発生する。
題意より、石炭の化学成分は70%であるから、石炭1kgが燃焼したときに発生する二酸化炭素の量mは
\(m=0.7\frac{12+2×16}{12}=\frac{30.8}{12}[kg/kg]\)
よって、一日運転した時に発生する二酸化炭素の重量Mは、
\(M=24BM=1714×10^3×\frac{30.8}{12}\)
\(\color{red}{≒4399×10^3≒4399[t]}\)
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