《電力》〈送電〉[R03:問3]電力系統安定化装置（ＰＳＳ）に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★★★★☆（やや難しい）

次の文章は，電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $に関する記述である。文中の$ \ \fbox{$\hskip3em\Rule{0pt}{0.8em}{0em}$} \ $に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。

電力系統安定化装置は，発電機の動揺を検出して，発電機$ \ \fbox {　（１）　} \ $への補助信号を生成し，動揺を減衰させることを目的とした装置である。

補助信号の入力としては，電力系統の特性に応じて，発電機出力変化，$ \ \fbox {　（２）　} \ $，周波数変化のいずれか，あるいは，これらの内の$ \ 2 \ $種の組み合わせが用いられている。補助信号は，フィルタと$ \ \fbox {　（３）　} \ $補償回路などを介して，$ \ \fbox {　（１）　} \ $に入力される。

電力系統安定化装置は$ \ \fbox {　（４）　} \ $の向上に寄与するため，$ \ \fbox {　（５）　} \ $等に採用されている。

〔問3の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　電圧変化　　　　　&（ロ）&　\mathrm {LFC}　　　　　&（ハ）&　相差角変化 \\[ 5pt ] &（ニ）&　同期安定性　　　　　　　&（ホ）&　位相　　　　　&（ヘ）&　小水力発電機 \\[ 5pt ] &（ト）&　太陽光発電　　　　　&（チ）&　力率　　　　　&（リ）&　軸回転速度変化 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　リアクトル　　　　　&（ル）&　調速機　　　　　&（ヲ）&　火力発電機 \\[ 5pt ] &（ワ）&　\mathrm {AVR}　　　　　&（カ）&　周波数安定性　　　　　　　&（ヨ）&　電圧安定性 \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

系統安定化装置に関する問題です。
系統安定化装置の設置目的だけでなくメカニズムを問う問題なので，$ \ 2 \ $種一次試験としては少し高度な内容であったと思います。
近年は過渡安定度向上のため超速応励磁装置が導入され，それとセットで電力系統安定化装置が導入される例が多いです。

1.電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $
電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $は系統の同期安定度を向上させるために，大型の火力発電所の発電機に取り付けられる装置で，図1に示すような構成をしています。
発電機の出力変化，周波数変化，軸回転速度変化のいずれかもしくは$ \ 2 \ $種の変化を入力として，発電機の自動電圧調整器$ \ \left( \mathrm {AVR} \right) \ $へ補助信号を出力します。

【解答】

(1)解答：ワ
題意より解答候補は，（ロ）$ \ \mathrm {LFC} \ $，（ル）調速機，（ワ）$ \ \mathrm {AVR} \ $，になると思います。
ワンポイント解説「1.電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $」の通り，電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $から補助信号を送るのは自動電圧調整装置$ \ \left( \mathrm {AVR} \right) \ $となります。
$ \ \mathrm {LFC} \ $は負荷周波数制御で数分から十数分程度までの電力変動を対象とした制御方法，調速機は発電機の回転数を一定に保つための機器です。

(2)解答：リ
題意より解答候補は，（イ）電圧変化，（ハ）相差角変化，（リ）軸回転速度変化，になると思います。
ワンポイント解説「1.電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $」の通り，軸回転速度変化が電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $補助信号の入力として使用されます。

(3)解答：ホ
題意より解答候補は，（ホ）位相，（チ）力率，になると思います。
電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $への入力補助信号は，位相補正のため位相補償回路を介して$ \ \mathrm {AVR} \ $に入力されます。

(4)解答：ニ
題意より解答候補は，（ニ）同期安定性，（カ）周波数安定性，（ヨ）電圧安定性，になると思います。
ワンポイント解説「1.電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $」の通り，電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $の役割は同期安定性向上です。
周波数安定性のためにはガバナ開度等で有効電力を調整し，電圧安定性のためには$ \ \mathrm {AVR} \ $等で界磁電流を調整し無効電力を調整します。

(5)解答：ヲ
題意より解答候補は，（ヘ）小水力発電機，（ト）太陽光発電，（ヲ）火力発電機，になると思います。
一般に電力系統安定化装置$ \ \left( \mathrm {PSS} \right) \ $が導入されるのは系統への影響が大きい火力発電機となります。