《電力》〈火力〉[R03:問5]火力発電所に用いられる非常用電源設備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】★★☆☆☆（やや易しい）

次の文章は，火力発電所に用いられる非常用電源設備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。

火力発電所において外部の交流電源が喪失した場合でもユニットを$ \ \fbox {　（１）　} \ $停止させるための非常用電源として直流，交流電源が設置されている。

直流電源として蓄電池が使用され，その負荷としては，重要な$ \ \fbox {　（２）　} \ $，及び必要最小限の非常用電動機負荷がある。

蓄電池の容量は停電中に供給する負荷並びに停電の$ \ \fbox {　（３）　} \ $を想定し，更に経年変化，温度変化，電圧降下を勘案して決定される。

交流電源については，主に$ \ \fbox {　（４）　} \ $やガスタービン発電機が設置され，その負荷としては，タービン油ポンプ，ターニングギアモータ，$ \ \fbox {　（５）　} \ $などがある。

〔問5の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　発電機励磁電源　　　　　　　&（ロ）&　瞬時に　　　　　&（ハ）&　無停電電源装置 \\[ 5pt ] &（ニ）&　ゆっくりと　　　　　&（ホ）&　保護・制御回路　　　　　&（ヘ）&　頻度 \\[ 5pt ] &（ト）&　復水ポンプ　　　　　&（チ）&　給水ポンプ　　　　　&（リ）&　ディーゼル発電機 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　安全に　　　　　&（ル）&　ガスエンジン発電機　　　　　　　&（ヲ）&　密封油ポンプ \\[ 5pt ] &（ワ）&　継続時間　　　　　&（カ）&　時期　　　　　&（ヨ）&　循環水ポンプ \\[ 5pt ] \end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

火力発電所の非常用電源に関する問題です。
電験の参考書にはあまり掲載のない内容ですが，知識がなくても類推できる空欄もあるので，選択肢を絞り得点できるようにしましょう。
(5)の空欄は火力発電を専門とされている方以外の方は厳しい問題であったかもしれませんが，令和元年電力管理科目問１で類題が出題されているので二次試験の過去問を解かれていた方は解けたかもしれません。

1.火力発電所における非常用電源設備
①非常用ディーゼル発電機（もしくは非常用ガスタービン発電機）
火力発電所を安全に停止させるために以下の負荷に電力を供給します。
・タービン油ポンプ
　非常停止した場合にもタービンは急停止せず惰性で回転を続けるため，停止するまでタービンに軸受油を供給し軸受部の過熱を防ぎます。
・ターニングギアポンプ
　タービン停止後もタービン軸が熱により偏心することを防止するため，ターニング装置でロータをゆっくりと回転させておきます。
・発電機密封油ポンプ電動機
　発電機の冷却のために水素が封入されており，機外へ漏れ出すことがないように，軸封部に油を供給し続ける必要があります。

その他，軸受冷却水ポンプや各冷却ファン，保護・制御装置，監視装置，電源設備の空調等にも供給されます。

②蓄電池設備
最低限の制御電源，保護回路，保安用照明等に電気を供給する電源です。最低限事故が起きないための電気を供給するための設備と考えると良いかと思います。

【解答】

(1)解答：ヌ
題意より解答候補は，（ロ）瞬時に，（ニ）ゆっくりと，（ヌ）安全に，になると思います。
火力発電所においては外部電源が喪失した場合でも火力発電ユニットを安全に停止する必要があります。高温高圧の火力発電所においては瞬時に停止することは非常に危険であり，またディーゼル発電機の燃料容量から考えてもゆっくりと停止することも良い方法ではありません。

(2)解答：ホ
題意より解答候補は，（イ）発電機励磁電源，（ハ）無停電電源装置，（ホ）保護・制御回路，になると思います。
ワンポイント解説「1.火力発電所における非常用電源設備」の通り，蓄電池の負荷としては保護・制御回路があります。発電機の励磁は停止する際には必要がなく，無停電電源装置は非常時に瞬停が発生しないように電源を切り換える装置で蓄電池の負荷ではありません。

(3)解答：ワ
題意より解答候補は，（ヘ）頻度，（ワ）継続時間，（カ）時期，になると思います。
蓄電池の容量は停電の継続時間を考慮して決定する必要があります。頻度は稀であり，時期も事故時等で想定することが困難です。

(4)解答：リ
題意より解答候補は，（リ）ディーゼル発電機，（ル）ガスエンジン発電機，になると思います。
ワンポイント解説「1.火力発電所における非常用電源設備」の通り，非常用電源として設置されるのはディーゼル発電機となります。

(5)解答：ヲ
題意より解答候補は，（ト）復水ポンプ，（チ）給水ポンプ，（ヲ）密封油ポンプ，（ヨ）循環水ポンプ，になると思います。
ワンポイント解説「1.火力発電所における非常用電源設備」の通り，非常用発電機から供給しなければならないのは密封油ポンプです。復水ポンプは復水器から送り出すポンプ，給水ポンプはボイラへ水を送るためのポンプ，循環水ポンプは復水器に海水等の冷却水を供給するポンプでいずれも通常運転時には非常に重要なポンプですが，ユニット停止時には停止しても事故には至りません。