《電力》〈水力〉[R01:問1]水力発電所の水車及び発電機に関する論説問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆（やや易しい）

我が国の水力発電所(又は揚水発電所)に用いられる水車(又はポンプ水車)及び発電機(又は発電電動機)に関する記述として，誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。

(1)　ガイドベーン(案内羽根)は，その開度によってランナに流入する水の流量を変え，水車の出力を調整することができる水車部品である。

(2)　同一出力のフランシス水車を比較すると，一般に落差が高い地点に適用する水車の方が低い地点に適用するものより比速度が小さく，ランナの形状が扁平になる。

(3)　揚水発電所には，別置式，タンデム式，ポンプ水車式がある。発電機と電動機を共用し，同一軸に水車とポンプをそれぞれ直結した方式がポンプ水車式であり，水車の性能，ポンプの性能をそれぞれ最適に設計できるため，国内で設計される揚水発電所はほとんどこの方式である。

(4)　水車発電機には突極形で回転界磁形の三相同期発電機が主に用いられている。落差を有効に利用するために，水車を発電機の下方に直結した立軸形にすることも多い。

(5)　調速機は水車の回転速度を一定に保持する機能を有する装置である。また，自動電圧調整器は出力電圧の大きさを一定に保持する機能を有する装置である。

【ワンポイント解説】

水力発電所の水車や発電機の特性に関する問題です。いずれの選択肢も重要事項が記載されていますので，正しい選択肢も中身を理解するようにしましょう。

【解答】

解答：(3)
(1)正しい
問題文の通りです。ガイドベーン(案内羽根)は，その開度によってランナに流入する水の流量を変え，水車の出力を調整することができる水車部品です。

(2)正しい
問題文の通りです。同一出力のフランシス水車を比較すると，一般に落差が高い地点に適用する水車の方が低い地点に適用するものより比速度が小さく，ランナの形状が扁平になります。

(3)誤り
揚水発電所には，別置式，タンデム式，ポンプ水車式がありますが，発電機と電動機を共用し，同一軸に水車とポンプをそれぞれ直結した方式はタンデム式です。ポンプ水車式が最も主流ですが，ポンプ水車式は発電電動機とポンプと水車を兼用できるポンプ水車を利用したものです。

(4)正しい
問題文の通りです。水車発電機には突極形で回転界磁形の三相同期発電機が主に用いられています。落差を有効に利用するために，水車を発電機の下方に直結した立軸形にすることも多いです。火力発電所で用いられるタービン発電機は円筒形で，タービンと発電機を横置き形にしたものが一般的となります。

(5)正しい
問題文の通りです。調速機は水車の回転速度を一定に保持する機能を有する装置で，自動電圧調整器は出力電圧の大きさを一定に保持する機能を有する装置です。