電験三種：平成16年度(2004) 電力科目の問題をまとめました。
実際の過去問とは一部表記が違う箇所もあるかもしれませんがご了承ください。
問１：変圧器
変圧器に使用する絶縁油に必要な性状として，誤っているのは次のうちどれか。
(1) 絶縁耐力が大きいこと。
(2) 引火点が高いこと。
(3) 粘度が高いこと。
(4) 比熱が大きいこと。
(5) 化学的に安定であること。
回答
(3)
問2：水力発電
図において，基準面から h₁[m] の高さにおける水管中の流速を v₁[m/s]，圧力を p₁[Pa]，水の密度を ρ[kg/m³] とすれば，質量 m[kg] の流水が持っているエネルギーは，位置エネルギー mgh₁[J]，運動エネルギー（ア）[J] 及び圧力によるエネルギー（イ）[J] である。これらのエネルギーの和は，エネルギー保存の法則により，最初に水が持っていた（ウ）に等しく，高さや流速が変化しても一定となる。これを（エ）という。ただし，管路には損失がないものとする。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に記入する語句又は式として，正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
(1) （ア）½mv₁² （イ）m p₁/ρ （ウ）位置エネルギー （エ）ベルヌーイの定理
(2) （ア）mv₁² （イ）mρ/p₁ （ウ）位置エネルギー （エ）パスカルの原理
(3) （ア）½mv₁² （イ）p₁/(ρg) （ウ）運動エネルギー （エ）ベルヌーイの定理
(4) （ア）½mv₁ （イ）m p₁/ρ （ウ）運動エネルギー （エ）パスカルの原理
(5) （ア）½v₁²/g （イ）p₁/(ρg) （ウ）圧力によるエネルギー （エ）ベルヌーイの定理
回答
(1)
問３：汽力発電
排熱回収方式のコンバインドサイクル発電所が定格出力で運転している。そのときのガスタービン発電効率が ηg，ガスタービンの排気の保有する熱量に対する蒸気タービン発電効率が ηs であった。このコンバインドサイクル発電全体の効率を表す式として，正しいのは次のうちどれか。ただし，ガスタービン排気はすべて蒸気タービン発電側に供給されるものとする。
(1) ηg + ηs
(2) ηs + (1 − ηg)ηg
(3) ηs + (1 − ηg)ηs
(4) ηg + (1 − ηg)ηs
(5) ηg + (1 − ηs)ηg
回答
(4)
問４：原子力発電
1[g] のウラン235が核分裂し，0.09[%] の質量欠損が生じたとき，発生するエネルギーを石炭に換算した値[kg]として，最も近いのは次のうちどれか。ただし，石炭の発熱量を 25,000[kJ/kg] とする。
(1) 32
(2) 320
(3) 1,600
(4) 3,200
(5) 6,400
回答
(4)
問５：風力発電
風力発電及び太陽光発電に関する記述として，誤っているのは次のうちどれか。
(1) 自然エネルギーを利用したクリーンな発電方式であるが，現状では発電コストが高い。
(2) エネルギー源は地球上どこにでも存在するが，エネルギー密度が低い。
(3) 気象条件による出力の変動が大きく，電力への変換効率が低い。
(4) 太陽電池の出力は直流であり，一般の用途にはインバータによる変換が必要である。
(5) 風車によって取り出せるエネルギーは，風車の受風面積及び風速にそれぞれ正比例する。
回答
(5)
問６：変電
変電所では主要機器をはじめ多数の電力機器が使用されているが，変電所に異常電圧が侵入したとき，避雷器は直ちに動作して大地に放電し，異常電圧をある値以下に抑制する特性を持ち，機器を保護する。この抑制した電圧を，避雷器の（ア）と呼んでいる。この特性をもとに変電所全体の（イ）の設計を最も経済的，合理的に決めている。これを（ウ）という。
上記の記述中の空白箇所（ア），（イ）及び（ウ）に記入する語句として正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
（ア） （イ） （ウ）
(1) 制限電圧 機器配置 保護協調
(2) 制御電圧 機器配置 絶縁協調
(3) 制限電圧 絶縁強度 絶縁協調
(4) 制御電圧 機器配置 保護協調
(5) 制御電圧 絶縁強度 絶縁協調
回答
(3)
問7：送電・変電
図に示す過電流継電器の各種限時特性（ア），（イ），（ウ）及び（エ）に対する名称として，正しいものを組み合わせたのは，次のうちどれか。
回答
(1)
問８：送電・変電
一般に電力系統では，受電端電圧を一定に保つため，調相設備を負荷と（ア）に接続して無効電力の調整を行っている。
電力用コンデンサは力率を（イ）ために用いられ，分路リアクトルは力率を（ウ）ために用いられる。
同期調相機は，その（エ）を加減することによって，進み又は遅れの無効電力を連続的に調整することができる。
静止形無効電力補償装置は，（オ）でリアクトルに流れる電流を調整することにより，無効電力を高速に制御することができる。
上記の空白（ア）〜（オ）に入る語句として正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
（ア） （イ） （ウ） （エ） （オ）
(1) 並列 進める 遅らせる 界磁電流 半導体スイッチ
(2) 直列 遅らせる 進める 電機子電流 半導体整流装置
(3) 並列 遅らせる 進める 界磁電流 半導体スイッチ
(4) 直列 進める 遅らせる 電機子電流 半導体整流装置
(5) 並列 遅らせる 進める 電機子電流 半導体スイッチ
回答
(1)
問９：同期機
同期発電機を電力系統に並列する際，電力系統と一致させなければならない条件がある。その条件として正しいものを組み合わせたのは次のうちどれか。
(1) 電圧・力率・周波数
(2) 電流・位相・インピーダンス
(3) 電圧・位相・周波数
(4) 電流・力率・周波数
(5) 電圧・力率・インピーダンス
回答
(3)
問１０：送電
架空送電線路の付属品に関する記述として，誤っているのは次のうちどれか。
(1) スリーブは電線相互の接続に用いられる。
(2) ジャンパは電線を保持し，がいし装置に取り付けるために用いられる。
(3) スペーサは多導体方式において，強風などによる電線相互の接近・衝突を防止するために用いられる。
(4) アーマロッドは懸垂クランプ内の電線に巻き付けて，電線振動による応力の軽減やアークによる電線損傷防止のために用いられる。
(5) ダンパは電線の振動を抑制して，断線を防止するために用いられる。
回答
(2)
問１１：送電
架空送電線路におけるコロナ放電に関する記述として，誤っているのは次のうちどれか。
(1) コロナ放電が発生すると，電気エネルギーの一部が音，光，熱などに形を変えて現れ，コロナ損という電力損失を伴う。
(2) コロナ放電は，電圧が高いほど，また，電線が太いほど発生しやすくなる。
(3) 多導体方式は，単導体方式に比べてコロナ放電の発生が少ないので，電力損失が少なくなる。
(4) 電線表面の電位の傾きがある値を超えると，コロナ放電が生じるようになる。
(5) コロナ放電が発生すると，電波障害や通信障害が生じる。
回答
(2)
問１２：材料
次に示す各種の損失のうち，ケーブルの許容電流の決定要因と直接関係のないものはどれか。
(1) 抵抗損
(2) シース損
(3) 誘電損
(4) 渦電流損
(5) 漂遊負荷損
回答
(5)
問１３：配電
図のように，二つの高圧配電線路A及びBが連系開閉器M（開放状態）で接続されている。いま，区分開閉器Nと連系開閉器Mとの間の負荷への電力供給を，配電線路Aから配電線路Bに無停電で切り替えるため，連系開閉器Mを投入（閉路）して短時間ループ状態にした後，区分開閉器Nを開放した。このように，無停電で配電線路の切り替え操作を行う場合に，考慮しなくてもよい事項は次のうちどれか。
(1) ループ状態にする前の開閉器NとMの間の負荷の大きさ
(2) ループ状態にする前の連系開閉器Mの両端の電位差
(3) ループ状態にする前の連系開閉器Mの両端の位相差
(4) ループ状態での両配電系統の短絡容量
(5) ループ状態での両配電系統の電力損失
回答
(5)
問１４：配電
図のような三相3線式配電線路で，各負荷に電力を供給する場合，全線路の電圧降下[V]の値として，最も近いのは次のうちどれか。ただし，電線の太さは全区間同一で抵抗は1km当たり0.35Ω，負荷の力率はいずれも100%で線路のリアクタンスは無視するものとする。
(1) 19.3
(2) 22.4
(3) 33.3
(4) 38.5
(5) 57.8
回答
(3)
問１５：火力発電
出力125MWの火力発電所が60日間運転したとき，発熱量36,000kJ/kgの燃料油を24,000t消費した。この間の発電所の熱効率が30%，所内率が3%であるとき，次の(a)及び(b)に答えよ。
(a) 設備利用率[%]の値として，最も近いのは次のうちどれか。
(1) 20
(2) 25
(3) 35
(4) 40
(5) 65
(b) 送電端電力量[MWh]の値として，最も近いのは次のうちどれか。
(1) 66,000
(2) 69,800
(3) 72,000
(4) 74,200
(5) 78,000
回答
(4)-(2)
問１６：送電・変電
図のように，定格電圧66kVの電源から三相変圧器を介して二次側に遮断器が接続された系統がある。この三相変圧器は定格容量10MVA，変圧比66/6.6kV，百分率インピーダンスが自己容量基準で7.5%である。変圧器一次側から電源側をみた百分率インピーダンスを基準容量100MVAで5%とするとき，次の(a)及び(b)に答えよ。
(a) 基準容量を10MVAとして，変圧器二次側から電源側をみた百分率インピーダンス[%]の値として，正しいのは次のうちどれか。
(1) 2.5
(2) 5.0
(3) 7.0
(4) 8.0
(5) 12.5
(b) 図のA点で三相短絡事故が発生したとき，事故電流を遮断できる遮断器の定格遮断電流[kA]の最小値として，正しいのは次のうちどれか。ただし，変圧器二次側からA点までのインピーダンスは無視するものとする。
(1) 8
(2) 12.5
(3) 16
(4) 20
(5) 25
回答
(4)-(2)
問１７：配電
図のように，電圧線及び中性線の抵抗がそれぞれ0.1Ω及び0.2Ωの100/200V単相3線式配電線路に，力率が100%で電流がそれぞれ60A及び40Aの二つの負荷が接続されている。この配電線路にバランサを接続した場合について，次の(a)及び(b)に答えよ。ただし，負荷電流は一定とし，線路抵抗以外のインピーダンスは無視するものとする。
(a) バランサに流れる電流[A]の値として，正しいのは次のうちどれか。
(1) 5
(2) 7
(3) 10
(4) 15
(5) 20
(b) バランサを接続したことによる線路損失の減少量[W]の値として，正しいのは次のうちどれか。
(1) 50
(2) 75
(3) 85
(4) 100
(5) 110
回答
(3)-(4)
コメント