《法規》〈電気施設管理〉[H27:問3]周波数制御用発電所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】★★★☆☆（普通）

次の文章は，周波数制御用発電所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びなさい。

周波数制御用発電所は一般に次のような条件を具備しなければならない。

a.必要とする調整能力($ \ \mathrm {kW} \ $，$ \ \fbox {　（１）　} \ $)を常時持っていること。

b.出力調整が容易で負荷変動に対する$ \ \fbox {　（２）　} \ $が高く，さらに高効率運転ができること。

c.出力調整により水力発電所では水量の変動により水利上で支障が生じないこと。

d.出力調整により送電系統に支障が生ぜず，また通信設備が完備していること。

周波数制御用発電所のうち水力発電所では，揚水発電所及び比較的大容量の貯水池式又は調整池式水力発電所が使用されている。また夜間は調整力確保のために$ \ \fbox {　（３）　} \ $揚水発電所も採用されている。

大容量火力発電所も使用されているが，定格出力に対する調整幅の割合や，調整速度とも水力に比べ小さい。要因の一つとして，出力変動が大きい場合にタービンにおいて$ \ \fbox {　（４）　} \ $の問題があげられる。

これら水力や火力を組み合わせることで，系統周波数の変動幅を最大で$ \ ±\fbox {　（５）　}\mathrm {Hz} \ $以内を目標とするように出力調整されている。

〔問3の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}　
&（イ）&　プライミング　　　　　&（ロ）&　時定数　　　　　&（ハ）&　混　合 \\[ 5pt ] &（ニ）&　\mathrm {A\cdot h}　　　　　&（ホ）&　系統安定度　　　　&（ヘ）&　\mathrm {kW\cdot h} \\[ 5pt ] &（ト）&　0.1～0.3　　　　　&（チ）&　熱応力　　　　　　&（リ）&　軸ねじれ \\[ 5pt ] &（ヌ）&　応答性　　　　　&（ル）&　0.01～0.03　　　　　&（ヲ）&　純 \\[ 5pt ] &（ワ）&　\mathrm {kvar}　　　　　&（カ）&　0.5～1.0　　　　　&（ヨ）&　可変速
\end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

電力科目の発電の知識と法規の電気施設管理の知識の両方が必要な問題で，二種ならではの総合問題と言えます。できるだけ幅広い知識を習得できるよう普段から勉強をしていれば難なく解けるのではないかと思います。

【解答】

(1)解答：ヘ
題意より，解答候補は，（ニ）$ \ \mathrm {A\cdot h} \ $，（ヘ）$ \ \mathrm {kW\cdot h} \ $，（ワ）$ \ \mathrm {kvar} \ $，となると思います。$ \ \mathrm {A\cdot h} \ $は電線の容量を超えなければ変動しても問題なく，無効電力の$ \ \mathrm {kvar} \ $は同期調相機や静止形無効電力補償装置(SVC)等を用いて調整します。

(2)解答：ヌ
題意より，解答候補は，（ロ）時定数，（ホ）系統安定度，（ヌ）応答性，となると思いますが，発電所は常に負荷に合わせた出力で運転することが求められます。したがって，最も適当なのは，応答性となります。

(3)解答：ヨ
夜間時負荷変動に対応している火力機の停止に伴う負荷変動応答に対する対策として，可変速揚水発電が求められ，負荷変動を揚水時に吸収する方法が取られています。

(4)解答：チ
題意より，解答候補は，（イ）プライミング，（チ）熱応力，（リ）軸ねじれ，となると思います。短時間の大きな負荷変動であれば，プライミング(水が蒸気となりきらず，ドラムから出てしまう現象)や軸ねじれは考えられますが，調整幅としての問題は熱応力が最も適切と思います。

(5)解答：ト
題意より，解答候補は，（ト）$ \ 0.1～0.3 \ $，（ル）$ \ 0.01～0.03 \ $，（カ）$ \ 0.5～1.0 \ $，となると思います。我が国では周波数偏差目標は，北海道では$ \ ±0.3\mathrm {Hz} \ $，その他の地域は$ \ ±0.2\mathrm {Hz} \ $となっています。