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電験三種/電力/過去問解説:2016年(平成28)問2☆水車発電機とタービン発電機の特徴(穴埋め)

問題文と解答

出典:一般財団法人電気技術者試験センター/平成28年度第三種電気主任技術者試験電力科目A問題問2

次の文章は、発電所に用いられる同期発電機である水車発電機とタービン発電機の特徴に関する記述である。

水力発電所に用いられる水車発電機は直結する水車の特性からその回転速度はおおむね\(100min^{-1}~1,200min^{-1}\)とタービン発電機に比べ低速である。したがって、商用周波数50/60Hzを発生させるために磁極を多くとれる (ア)を用い、大形機では据付面積が小さく落差を有効に使用できる立軸形が用いられることが多い。タービン発電機に比べ、直径が大きく軸方向の長さが短い。

一方、火力発電所に用いられるタービン発電機は原動機である蒸気タービンと直結し、回転速度が水車に比べ非常に高速なため2極機又は4極機が用いられ、大きな遠心力に耐えるように、直径が小さく軸方向に長い横軸形の (イ)を採用し、その回転子の軸及び鉄心は一体の鍛造軸材で作られる。

水車発電機は、電力系統の安定度の面及び負荷遮断時の速度変動を抑える点から発電機の経済設計以上のはずみ車効果を要求される場合が多く、回転子直径がより大きくなり、鉄心の鉄量が多い、いわゆる鉄機械となる。

一方、タービン発電機は、上述の構造のため界磁巻線を施す場所が制約され、大きな出力を得るためには電機子巻線の導体数が多い、すなわち銅量が多い、いわゆる銅機械となる。

鉄機械は、体積が大きく重量が重く高価になるが、短絡比が (ウ)、同期インピーダンスが (エ)なり、電圧変動率が小さく、安定度が高く、 (オ)が大きくなるといった利点をもつ。

上記の記述中の空白箇所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

(ア)(イ)(ウ)(エ)(オ)
(1)突極機円筒機大きく小さく線路充電容量
(2)円筒機突極機大きく小さく線路充電容量
(3)突極機円筒機大きく小さく部分負荷効率
(4)円筒機突極機小さく大きく部分負荷効率
(5)突極機円筒機小さく大きく部分負荷効率

覚えてないとどうすることもできない問題です(゚ー゚;A

『機械』科目の出題範囲でもあるので、『機械』の勉強をしていないと厳しい問題です。全く分からなかった場合は、参考書を見ながらでも良いので、自分で答えを導いてから解答を見て下さい!

最初は調べながら問題を解くだけでも勉強になりますよ(^^)

(1)

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解説

覚えていないと答えられない問題ですね…(ア)と(イ)は覚えている方も多いと思いますが、(ウ)(エ)(オ)については、しっかりと覚えていた方は少ないと思います。(覚えにくいですからね(^▽^;))

最初から覚えるのは大変ですが、覚えていれば答えられる問題はサービス問題なので、忘れやすい内容は隙間時間などを有効活用して覚えるようにしましょう!

(ア)(イ):回転子形状

(ア)には突極機、(イ)には円筒機が選択されます。

覚えよう!
水車発電機タービン発電機
突極円筒
極数が多い極数が少ない(2 or 4)
軸形軸形
直径が大きい直径が小さい
軸方向の長さが短い軸方向の長さが長い

このあたりの出題範囲は、諦めて覚えるしかないです(;^_^A

ゼキザップ
ゼキザップ

覚えるのが苦手な方は、水車発電機とタービン発電機、どちらか好きな方を覚えましょう

それぞれの特徴は逆の関係にあるので、片方だけ覚えれば、どっちの特徴だったか記憶が混ざることもないので、オススメです♪

(ウ)(エ)(オ):鉄機械の特徴

(ウ)には大きく、(エ)には小さく、(オ)には線路充電容量が選択されます。
よって、(1)が正解です。

覚えよう!
機械機械
短絡比大きい小さい
同期インピーダンス小さい大きい
電圧変動率小さい大きい
安定度高い低い
線路充電容量大きい小さい
ゼキザップ
ゼキザップ

鉄機械、銅機械の特徴についても、暗記しなければいけません。(暗記が苦手な方は、好きな方を暗記しましょう♪)

表を見てわかる通り、試験に出しやすい情報量ですよね…。覚えてしまえば必ず正解できるサービス問題なので、頑張って覚えて下さい!(あるいは、試験本番直前に確認してから受験して下さい。)

その他覚えておくべきこと

問題では問われていませんが、問題文中の記述も大切なので、ぜひ覚えておきましょう!

水車発電機は、電力系統の安定度の面及び負荷遮断時の速度変動を抑える点から発電機の経済設計以上のはずみ車効果を要求される場合が多く、回転子直径がより大きくなり、鉄心の鉄量が多い、いわゆる鉄機械となる。

タービン発電機は、上述の構造のため界磁巻線を施す場所が制約され、大きな出力を得るためには電機子巻線の導体数が多い、すなわち銅量が多い、いわゆる銅機械となる。

水車発電機が鉄機械、タービン発電機が銅機械であることも覚えておきましょう。

過去問クイズ(動画)に挑戦しよう

過去問学習では、解答部分だけを暗記してしまい、試験本番で思い出せないことがあります。解答の暗記ではなく、知識として定着させるためには、クイズなどで記憶の確認を行う必要があります。

今回の問題を含めたクイズ動画を公開しているので、通常の過去問学習に飽きた方、解答を覚えてしまった方はぜひ挑戦してみて下さい。(参考書学習中の方も、現在の実力を確認するために、挑戦してみて下さい。)

電験三種|2016年(平成28年)電力の過去問クイズ~直前対策、参考書の理解度確認
電験三種に過去問学習は意味がない!この情報を信じて過去問をやらないで受験すると失敗する確率が高いですよ。確かに、解答を暗記するだけの過去問学習は無意味です。けど、暗記したくなくても何度も過去問学習していると暗記してしまいますよね…。そんな方のために作成したのがクイズ動画です。2016年(平成28年度)の電力の過去問から出題するクイズに挑戦して、直前対策や参考書学習後の実力確認にご活用下さい!

オススメの参考書

まだ、参考書を買っていない方。あるいは、使用している参考書がいまいち理解できない方は、こちらの記事をご確認下さい♪

電験三種合格者のおすすめ参考書で勉強しても無駄!?理由と対策をアドバイスします♪
合格者がオススメする参考書を買って勉強しても9割の方が不合格になります。【オーム社:完全マスター&やさしく学ぶ】【電気書院:これだけ】【TAC:みんなが欲しかった】等のシリーズを『オススメだから』という判断基準で購入すると失敗します。大切なのは、自分に合った難易度の参考書を選ぶことです。加えて、過去問10年分解くことが重要です。参考書の練習問題は過去問の抜粋です。直接過去問を解けば出題パターンと時間配分がわかるので、参考書だけでなく過去問学習もやりましょう!

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