電験三種（第三種電気主任技術者）「電力」のうち、周波数制御と速度調定率の問題です（大分類：電力系統の運用と制御・重要度B）。一問一答3問 → 五肢択一4問の順に解き、解答・解説は各問題の下を開いて確認してください。
一問一答（○×）
重要度：B 難易度：★☆☆
問1：速度調定率が小さい発電機ほど、周波数の変化に対する出力の変化が小さい。
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正解：×
速度調定率R＝(周波数の変化率)／(出力の変化率)なので、Rが小さいほど、同じ周波数の変化に対する出力の変化は大きくなります。
重要度：B 難易度：★☆☆
問2：ガバナフリー運転は、系統周波数の変化に追随して、調速機により発電機の出力を増減させる運転である。
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正解：○
調速機（ガバナ）を周波数の変化に応じて自由に動作させ、蒸気量や水量を自動的に調整して出力を増減させます（電力広域的運営推進機関 調整力等に関する委員会 中間取りまとめ）。
重要度：B 難易度：★★☆
問3：負荷周波数制御（LFC）は、周波数の偏差だけを検出して発電機の出力を制御し、連系線の電力潮流は考慮しない。
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正解：×
LFCは、周波数と連系線の電力潮流を規定値に維持するため、周波数の変化量と連系線電力の変化量などを検出して発電機の出力を制御します（電力広域的運営推進機関 調整力等に関する委員会 中間取りまとめ）。
五肢択一
重要度：B 難易度：★★☆
問4：定格出力200MW、定格周波数50Hzの発電機が、ガバナフリー運転で出力200MWで運転していた。負荷が減少して出力が100MWになったとき、周波数は50.0Hzから51.0Hzに上昇した。この発電機の速度調定率〔%〕の値として、最も近いものはどれか。
- 0.04
- 2.00
- 4.00
- 200.00
- 2,500.00
【第4問：正解と解説】
正解：3
正解は3です。
R＝{(f2−f1)／fn}÷{(P1−P2)／Pn}×100
＝{(51.0−50.0)／50}÷{(200−100)／200}×100＝0.02÷0.5×100＝4.00%
1：誤り。100を掛けて%にしていません。
2：誤り。出力の変化量を、定格出力ではなく変化後の出力100MWで割っています。
3：正しい。
4：誤り。周波数の変化量を定格周波数で割っていません。
5：誤り。出力の変化率を周波数の変化率で割っています（分母と分子が逆です）。
重要度：B 難易度：★★☆
問5：定格周波数50Hzの系統で、発電機A（定格出力300MW、速度調定率4%）と発電機B（定格出力200MW、速度調定率5%）がガバナフリー運転で並行運転している。2台とも定格出力より小さい出力で運転しており、負荷が46MW増加したとき、その増加分は2台の発電機の出力の増加だけでまかなわれるものとする。速度調定率の特性は直線とする。
(a) 負荷が増加した後の周波数の低下量〔Hz〕の値として、最も近いものはどれか。
- 20.000
- 0.307
- 0.240
- 0.200
- 0.004
【第5問：正解と解説】
正解：4
正解は4です。
各発電機の出力増加：ΔP＝(Δf／fn)÷R×Pn
A：(Δf／50)÷0.04×300、B：(Δf／50)÷0.05×200
合計：(Δf／50)×(7,500＋4,000)＝46
Δf／50＝46／11,500＝0.004 → Δf＝0.200Hz
1：誤り。速度調定率を%のまま（4、5）で計算しています。
2：誤り。発電機Aだけで負荷の増加分をまかなうとしています。
3：誤り。定格周波数を60Hzとしています。
4：正しい。
5：誤り。周波数の変化率（Δf／fn）を答えています。定格周波数50Hzを掛けて周波数の変化量にします。
重要度：B 難易度：★★☆
問6：定格周波数50Hzの系統で、発電機A（定格出力300MW、速度調定率4%）と発電機B（定格出力200MW、速度調定率5%）がガバナフリー運転で並行運転している。2台とも定格出力より小さい出力で運転しており、負荷が46MW増加したとき、その増加分は2台の発電機の出力の増加だけでまかなわれるものとする。速度調定率の特性は直線とする。
(b) 発電機Aの出力の増加量〔MW〕の値として、最も近いものはどれか。
- 16.0
- 18.4
- 23.0
- 27.6
- 30.0
【第6問：正解と解説】
正解：5
正解は5です。
(a)より Δf／fn＝0.004
ΔPA＝0.004÷0.04×300＝30.0MW（Bは0.004÷0.05×200＝16.0MW、合計46MW）
1：誤り。発電機Bの出力の増加量を答えています。
2：誤り。定格出力の比を逆にしています。
3：誤り。2台で等しく分担するとしています。
4：誤り。定格出力に比例して分担するとしています。速度調定率も考えます。
5：正しい。
重要度：B 難易度：★★☆
問7：系統容量20,000MWの電力系統で、系統の周波数特性（系統定数）は、周波数が0.1Hz変化するごとに系統容量の1.0%に相当する電力が変化する値である。この系統で600MWの電源が脱落したときの周波数の低下量〔Hz〕の値として、最も近いものはどれか。ただし、脱落した電源の分は周波数特性だけで補われるものとする。
- 3.333
- 3.000
- 0.300
- 0.030
- 0.003
【第7問：正解と解説】
正解：3
正解は3です。
系統定数：20,000×0.01＝200MW／0.1Hz＝2,000MW/Hz
Δf＝ΔP／K＝600／2,000＝0.300Hz
1：誤り。比を逆に計算しています。
2：誤り。系統定数を「1Hz当たり200MW」としています。0.1Hz当たり200MWです。
3：正しい。
4：誤り。1.0%を0.1倍（10%）として計算しています。
5：誤り。系統容量の1.0%を掛けていません（0.1Hz当たり20,000MWとしています）。
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