電力水力発電水力発電の原理・計算出題頻度: ★☆☆☆☆配点: 5点

2025年3月23日実施電力 A問題問1

水力発電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。

選択肢(3)が誤り。

水力発電所の主変圧器（昇圧変圧器）の標準的な結線は「発電機側（低圧側）：Δ結線，系統側（高圧側）：Y結線」である。選択肢(3)は発電機側と系統側が逆になっており誤り。

Δ結線を発電機側に採用する理由

•第3調波電流をΔ回路内で環流させて系統への流出を防ぐ

Y結線を系統側に採用する理由

•Y結線の中性点を接地することで地絡保護が容易になる（零相電流の流れ道が確保できる）

•中性点電圧が線間電圧の13に抑えられ，絶縁設計が有利

各選択肢の解説

(1) 正しい。電圧の大きさは自動電圧調整器（AVR）が界磁電流を制御して調整し，周波数はガバナ（調速機）が水量を制御して調整する。

(2) 正しい。カプラン水車はプロペラ水車の一種で，流量に応じてランナ羽根の角度を変えられるため部分負荷での効率低下が少ない。

(4) 正しい。ペルトン水車は，ノズルから噴出した水の衝撃力（運動エネルギー）でランナを回転させる衝動水車の一種。

(5) 正しい。水車発電機は回転速度が低いため，同期速度の公式 n_s = 120fp（p：磁極数）より，磁極数は多くなる。

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2025年3月23日実施 電力 A問題 問1