第一種電気工事士(学科)「発電・送電・変電施設」一問一答(全17問)

正解：c. P＝9.8・Q・H

理論水力はP＝9.8QH[kW]で表され、実際の出力はこれに水車・発電機の効率を乗じて求める。落差で除する式や9.8で除する式は導出と一致しないため誤り。落差の2乗に比例する関係ではないため誤り。

正解：b. 軽負荷時に水をくみ上げ、需要の多い時間帯に発電する

揚水発電は軽負荷時の余剰電力で下池から上池へ水をくみ上げ、ピーク時に発電することで需給調整やピーク対応を行う。揚水を行わないという記述は方式の定義に反するため誤り。損失があるため揚水に要する電力量のほうが発電量より大きく、記述が逆であるため誤り。揚水発電は起動停止・出力調整が速く、ピーク対応に適するため誤り。

正解：c. タービンの排気を冷却して水に戻す

復水器はタービンを出た蒸気を冷却水で凝縮させて復水とし、同時に排気側を真空に保つことでタービンで利用できる熱落差を増やし効率を高める。給水の加熱は給水加熱器、蒸気の昇圧はボイラ・給水ポンプ、微粉炭化は微粉炭機の役割であるため、いずれも誤り。

正解：c. 蒸気を再加熱し熱効率を高め湿り度を下げる

再熱サイクルは高圧タービンの排気を再熱器で加熱して低圧タービンに送る方式で、熱効率を高めるとともに膨張終わりの湿り度を下げてタービン翼の壊食を防ぐ。排気の大気放出や燃料増による出力増、冷却水量の削減は再熱の目的ではないため誤り。

正解：a. ガスタービンの排熱で蒸気タービンでも発電し、熱効率が高い

コンバインドサイクル発電はガスタービンと、その排熱を利用した蒸気タービンを組み合わせる方式で、従来の汽力発電より熱効率が高く、起動停止も比較的速い。蒸気タービン単独とする記述、水力併用とする記述は方式の説明として誤り。熱効率が高いことが最大の利点であるため「熱効率は低い」は誤り。

正解：b. 太陽電池が発電した直流を交流に変換し、系統連系のための保護機能ももつ

パワーコンディショナは太陽電池の直流出力を系統に適合した交流に変換するとともに、単独運転検出などの系統連系保護機能や最大電力点追従制御を担う。交流から直流への変換のみを行う装置ではないため誤り。清掃装置や計測記録装置ではないため誤り。

正解：d. 風速の3乗に比例する

風車が風から取り出せる理論出力は風速の3乗に比例するため、風速が2倍になると出力は8倍となり、立地選定では平均風速が極めて重要になる。1乗・2乗に比例、反比例とする記述はいずれも関係式と一致しないため誤り。

正解：d. 水素と酸素の化学反応により、燃焼を伴わずに直接電気エネルギーを取り出す

燃料電池は水素と酸素の電気化学反応により直接発電するため、燃焼過程がなく高い効率が得られる。燃焼とタービンによる発電は火力発電の方式であるため誤り。太陽光を電気に変換するのは太陽電池であるため誤り。燃料の供給により発電を続ける装置であり、充放電を行う二次電池とは異なるため誤り。

正解：c. 雷の直撃から電力線を遮へいし、雷害を軽減する

架空地線は電力線の上部に張って雷を受け止め、直撃雷から電力線を遮へいするとともに誘導雷の影響も軽減する。負荷電流を分担するものではなく、たるみの支持や昇圧の機能もないため、いずれも誤り。

正解：c. 各相の不平衡を是正する

ねん架は一定区間ごとに各相の位置を入れ替えて線路定数の不平衡をならし、中性点の残留電圧や通信線への誘導障害を軽減する。たるみ・導体抵抗・がいし汚損とは関係がないため、いずれも誤り。

正解：b. 電線表面の電位の傾きを小さくする

コロナは電線表面の電位傾度が大きいと発生するため、多導体化や太い電線の採用で表面の電界を緩和することが有効である。細い電線は表面電界が大きくなりコロナを助長するため誤り。線間距離を極端に近づけることや昇圧はコロナ発生の条件を悪化させるため誤り。

正解：c. アークをがいしから引き離す

アークホーンはフラッシオーバ時のアークをがいし本体から離れた位置に発生させ、熱によるがいしの破損を防止する。洗浄機能やねじれ防止の機能はなく、絶縁抵抗を高める部材でもないため、いずれも誤り。

正解：c. 電線の温度が上昇するとたるみは大きくなる

電線は温度上昇により伸びるためたるみは大きくなり、逆に低温時にはたるみが小さくなって張力が増す。温度上昇でたるみが小さくなる、温度に無関係とする記述は誤り。たるみが大きいほど張力は小さくなる関係にあるため誤り。

正解：d. 軽負荷時の受電端電圧上昇を抑制する

分路リアクトルは遅れ無効電力を供給することで、軽負荷時に長距離ケーブル等の充電電流によって生じる電圧上昇を抑える。遅れ無効電力の補償(進み無効電力の供給)は電力用コンデンサの役割であるため誤り。短絡電流の遮断は遮断器、雷サージの放電は避雷器の役割であるため誤り。

正解：a. 負荷をかけたまま(停電させずに)タップを切り換え、二次側電圧を調整できる

負荷時タップ切換変圧器は運転を継続したままタップを切り換えられる構造で、負荷変動に応じて電圧を自動調整できる。停電が必要なのは無電圧タップ切換変圧器であるため誤り。タップ切換は巻数比を変えるので二次電圧は変化するため誤り。容量を増加させる装置ではないため誤り。

正解：b. 絶縁・消弧性能に優れるが温室効果ガスである

SF6ガス遮断器は絶縁・消弧性能に優れ、小形で騒音も小さい一方、SF6は強力な温室効果ガスであるため厳格な回収・管理が求められる。SF6の絶縁性能は空気より高いため誤り。消弧媒体は水ではなくSF6ガスであるため誤り。騒音は小さいことが特徴であるため誤り。

正解：b. 6.6kVを柱上変圧器で降圧して供給する

一般的な高圧配電線は6.6kVの三相3線式で、柱上変圧器により単相3線式100/200Vなどへ降圧して低圧需要家に供給される。6.6kVをそのまま屋内配線に供給することはなく誤り。配電電圧は標準電圧として定められており需要家が任意に決めるものではないため誤り。柱上変圧器は降圧のために設置されるため誤り。