電気主任技術者試験３
にむ
2024年09月04日
カード23
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発電機の自己励磁作用はどんなときに発生するか
系統に進み負荷が接続されている場合、電気子反作用により増磁される際に発生する現象
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自己励磁作用のメカニズム
残留磁気の影響で発電機の誘導機電圧が上昇する。系統が容量性なので進み電流が流れる。増磁される。誘導機電圧が上昇する。これが繰り返される。無負荷飽和曲線の電圧確立点まで上昇する。
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自己励磁作用の防止
同期リアクタンスが小さいほうが発生しやすい。また、i＝２πfcVであるので、Cは小さいほうが傾きが緩やかになる。このため、受電端に直列リアクトルを設置すること、系統に発電機を複数台接続して充電電流を分担させる、などの対策がある。
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低圧制御回路の絶縁設計に際して、考慮すべきサージ４種類挙げよ
雷サージ、開閉サージ、直流回路開閉サージ、地絡サージ
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低圧制御回路の雷サージ
母線や接地線に流れる雷サージから近接するケーブル類に誘導により移行する。
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主回路開閉サージ
遮断機や断路器の開閉により主回路で発生した開閉サージが二次側回路に誘導により移行する。
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直流回路開閉サージ
低圧制御回路である直流回路の誘導性や容量性負荷を接点で開放するときに発生する。
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低圧制御回路におけるサージ発生源に対する対策
金属シース付きケーブルを採用し、シースの両端を接地する。高電圧主回路から距離を置く。リレー回路のコイルに並列コンデンサやダイオードを設置し、サージ電圧発生を抑制する。
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低圧制御回路におけるサージ配電盤に対する対策
避雷器やコンデンサなど盤側端子に接続する。絶縁変圧器や中和コイルを採用する。
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コンバインドサイクルと汽力発電比較 起動時間
ガスタービン併用蒸気タービンのほうが負荷変化率を大きく取れる。また出力分担はガスと蒸気で2：1程度であり、蒸気タービンが小型となるため起動が早い。１時間と８時間とか。
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コンバインドサイクルと汽力発電比較 温排水量
蒸気タービンの分担出力比率が低いため、温排水量は６割程度となる。
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コンバインドサイクルと汽力発電比較 大気温度と最大出力の関係
気温が高いほどガスタービンの出力は低下する。空気圧縮機での体積流量はほぼ一定なので、空気密度低下にともない質量流量が低下するため。また、ガスタービンの排熱も低下する。熱落差も小さくなるし、夏場はコンバインドサイクルにとっては酷。
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直流送電のメリット６つ
送受電端の位相差に起因する安定度問題がないため、長距離かつ熱的許容電流まで送電容量を増やせる。連携による短絡容量増大がない。潮流を自由に変更できる。充電電流に起因した無効電力発生がない。送電線条数が少なく済み、建設費が安く済む。周波数の異なる系統と連系できる。
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直流送電のデメリット４つ
交直変換器が必要。短絡容量が小さければ電圧不安定問題、発電機軸ねじれが生じる。系統の制御・保護が難しい。高調波対策が必要。
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北海道・本州直流連系の名称と理由
函館変換所－上北変換所。海底ケーブルによる海峡横断なので、無効電力発生をなくしたかった。
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中部・北陸直流連系の名称と理由
南福光直流連系。関西電力を交えたループ系統での潮流制御の易化が目的。
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紀伊水道直流連系の名称と理由
紀北変換所ー阿南変換所。本州ー四国間の海底ケーブルによる海峡横断なので、無効電力発生をなくしたかった。
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汽力発電所の構造
単純
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コンバインドサイクル発電所の構造
2対1
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大容量変圧器の輸送及び現地据え付けに際して、設計時に気にすることは？
分解数は最小限にする。周辺機器については容易に取り付けられる構造とする。
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大容量GISの輸送及び現地据え付けに際して、設計時に気にすることは？
組み立ての際にははめあい構造やボルト締め付けを採用し、施工不良を防ぐ。はめあい構造による金属異物混入防止、フランジ部の防水加工化、吸着剤取り付けによる防湿処理を行う
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変圧器とGISに共通する事項
分割数を極小化すること、作業の範囲極小化、単純化をし、施工不良を防ぐ。
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現地据え付けに必要な配慮事項
雨天時の作業中止、散水の実施、隔壁接地による異物対策。タンク内絶縁物の露出時間の管理。作業環境の湿度管理。脱気した絶縁油を使用する。
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