電験三種(第三種電気主任技術者)「機械」のうち、同期発電機の並行運転の問題です(大分類:同期機・重要度B)。一問一答5問 → 五肢択一3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:同期発電機を並行運転するには、起電力の大きさ・位相・周波数・波形が等しいことが必要である(三相機ではさらに相回転の一致も必要)。
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正解:○
これらが等しくないと、発電機の間に横流(循環電流)が流れます。三相機では相回転(相順)の一致も必要です。
重要度:B 難易度:★☆☆
問2:三相同期発電機の並行運転では、相回転は一致していなくてもよい。
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正解:×
三相では相回転(相順)が一致していることも必要です。相回転が異なると、投入時に短絡と同じ状態になります。
重要度:B 難易度:★☆☆
問3:並行運転中の同期発電機の起電力の大きさが異なると、有効横流(同期化電流)が流れる。
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正解:×
起電力の大きさが異なると無効横流(無効循環電流)が流れます。有効横流(同期化電流)が流れるのは位相が異なるときです。
重要度:B 難易度:★☆☆
問4:並行運転中の同期発電機の起電力の位相が異なると、有効横流(同期化電流)が流れ、位相をそろえるように働く。
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正解:○
位相の進んだ発電機から遅れた発電機へ有効電力が送られ、位相差を小さくする同期化作用が働きます。
重要度:B 難易度:★☆☆
問5:同期検定器は、発電機を並列に投入する前に、周波数と位相の一致を確かめるために用いる。
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正解:○
同期検定器(同期検定灯)で、母線と発電機の電圧の周波数・位相がそろった瞬間に遮断器を投入します。
五肢択一
重要度:B 難易度:★☆☆
問6:並行運転している同期発電機で、(ア)有効電力の分担と(イ)無効電力の分担を変えるために調整するものの組み合わせとして、正しいものはどれか。
- (ア) 原動機の入力(調速機) (イ) 界磁電流
- (ア) 界磁電流 (イ) 原動機の入力(調速機)
- (ア) 原動機の入力(調速機) (イ) 原動機の入力(調速機)
- (ア) 界磁電流 (イ) 界磁電流
- (ア) 電機子抵抗 (イ) 界磁電流
【第6問:正解と解説】
正解:1
正解は1です。
有効電力の分担は原動機の入力(調速機)で、無効電力の分担は界磁電流(励磁)で調整します。
1:正しい。
2:誤り。(ア)と(イ)が逆です。
3:誤り。原動機の入力を変えても、無効電力の分担は変えられません。
4:誤り。界磁電流を変えても、有効電力の分担は変えられません。
5:誤り。電機子抵抗を調整して分担を変えることはありません。
重要度:B 難易度:★★☆
問7:同じ定格の2台の三相同期発電機を並行運転している。1相の誘導起電力の大きさの差が200V(位相は等しい)、1台の1相の同期インピーダンスが5Ωのとき、2台の間に流れる横流〔A〕の値として、正しいものはどれか。ただし、負荷の影響は無視する。
- 2.0
- 10.0
- 11.5
- 20.0
- 40.0
【第7問:正解と解説】
正解:4
正解は4です。
横流は2台の起電力の差を2台の同期インピーダンスの和で割ったもの:200/(5+5)=20.0A(無効横流)
1:誤り。桁を誤った値です。
2:誤り。合計を20Ωとした値です。
3:誤り。さらに√3で割った値です。
4:正しい。
5:誤り。1台分の同期インピーダンス(5Ω)だけで割った値です。
重要度:B 難易度:★★☆
問8:並行運転している同期発電機に関する次の記述のうち、正しいものはどれか。
- 一方の発電機の原動機の入力を増やすと、その発電機が分担する無効電力が増える。
- 一方の発電機の界磁電流を増やすと、その発電機が分担する遅れ無効電力が増える。
- 起電力の位相差によって流れる横流は、無効電力のやり取りになる。
- 周波数が異なっていても、並行運転を続けることができる。
- 起電力の大きさの差によって流れる横流は、有効電力のやり取りになる。
【第8問:正解と解説】
正解:2
正解は2です。
1:誤り。原動機の入力で変わるのは有効電力の分担です。
2:正しい。励磁を強めた発電機は遅れ無効電力を多く分担し(力率が下がり)、他方の分担は減ります。
3:誤り。位相差による横流は有効横流で、有効電力のやり取りになります。
4:誤り。周波数が等しいことが並行運転の条件です。
5:誤り。大きさの差による横流は無効横流で、無効電力のやり取りになります。
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