《法規》〈電気施設管理〉[H27:問4]電力系統の安定度に関する空欄穴埋問題

Contents

1 【問題】
2 【ワンポイント解説】
- 2.1 【関連する「電気の神髄」記事】
3 【解答】

【問題】

【難易度】★☆☆☆☆（易しい）

次の文章は，電力系統の安定度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。

電力系統の安定度とは，負荷変動，系統操作，短絡や地絡事故などの系統内の擾(じょう)乱に対して安定に送電を継続できる度合いをいい，$ \ \fbox {　（１）　} \ $度と$ \ \fbox {　（２）　} \ $度とがある。$ \ \fbox {　（１）　} \ $度とは，徐々に負荷を増加した場合など微小な擾(じょう)乱に対して安定に運転を行える度合いをいい，その限界の電力を$ \ \fbox {　（１）　} \ $極限電力と呼ぶ。なお，$ \ \fbox {　（１）　} \ $度，$ \ \fbox {　（２）　} \ $度は，擾(じょう)乱の大きさからの分類であり，発電機の$ \ \fbox {　（３）　} \ $等の制御装置を考慮した分類もある。

線路抵抗の損失を無視した場合の受電端有効電力の最大は，相差角が$ \ \displaystyle \frac {\pi}{2} \ $のときで，これが$ \ \fbox {　（１）　} \ $極限電力となる。

この$ \ \fbox {　（１）　} \ $度の説明には，$ \ P-\delta \ $曲線(電力・相差角曲線)が用いられる。ここで，相差角が微小変化したときの送電電力の変化の割合を$ \ \fbox {　（４）　} \ $という。相差角の小さな領域ではその増加とともに送電電力は増加するが，相差角が$ \ \displaystyle \frac {\pi}{2} \ $を超えると逆に減少するようになる。

これは，$ \ \fbox {　（５）　} \ $に対応して相差角が大きくなり，送電電力が増えようとしても，反対に送電電力が減少することを意味し，安定な送電は継続できない。

〔問4の解答群〕
\[
\begin{eqnarray}
&（イ）&　負荷減少　　　　　&（ロ）&　短絡比　　　　　&（ハ）&　定態安定 \\[ 5pt ] &（ニ）&　負荷増加　　　　　&（ホ）&　{保護継電装置}　　　　　　　&（ヘ）&　同期化力 \\[ 5pt ] &（ト）&　開閉装置　　　　　&（チ）&　過渡安定　　　　　&（リ）&　平衡安定 \\[ 5pt ] &（ヌ）&　電圧安定　　　　　&（ル）&　周波数安定　　　　　&（ヲ）&　同期はずれ \\[ 5pt ] &（ワ）&　自動電圧調整装置　　　　　　　　&（カ）&　入出力安定　　　　　&（ヨ）&　負荷平衡
\end{eqnarray}
\]

【ワンポイント解説】

電力の安定度に関する問題で定態安定度の図に関する問題は非常によく出題される内容となっています。電験二種受験者であればできれば全問正答したい問題です。

1.安定度の種類
①定態安定度
　日常的な負荷の増加や減少，送電線の停止操作等の変動に対し，安定運転できる度合いを言います。
②過渡安定度
　事故等の大きな擾(じょう)乱が発生した際に，運転を継続できる度合いを言います。

2.定態安定度のメカニズム
送電電圧を$ \ V_{\mathrm {s}} \ \mathrm {[V]} \ $，受電電圧を$ \ V_{\mathrm {r}} \ \mathrm {[V]} \ $，送電線のリアクタンスを$ \ X \ [\Omega ] \ $，$ \ V_{\mathrm {s}} \ $と$ \ V_{\mathrm {r}} \ $の負荷角を$ \ \delta \ $とすると，
送電電力$ \ P \ $は，
\[
P=\frac {V_{\mathrm {s}}V_{\mathrm {r}}}{X}\sin \delta
\] となり，同期化力$\displaystyle \frac {\mathrm {d}P}{\mathrm {d}\delta }$は，
\[
\frac {\mathrm {d}P}{\mathrm {d}\delta }=\frac {V_{\mathrm {s}}V_{\mathrm {r}}}{X}\cos \delta
\] となります。$ \ \displaystyle \frac {\mathrm {d}P}{\mathrm {d}\delta } ＞ 0 \ $の時，発電機は安定となり，$ \ \displaystyle \delta =\frac {\pi}{2} \ $の時安定限界となります。