平成18年度 第一種 電気主任技術者二次試験 電力・管理

2022年11月6日更新

目次

  1. タービン発電機の可能出力曲線
  2. 電流協調
  3. A-W 理論に基づく変電所への直撃雷遮へいの考え方
  4. 2 回線の送電線に接続された負荷
  5. 事故確率及び平均事故継続時間
  6. 地震時の応動概要

問1 タービン発電機の可能出力曲線

タービン発電機が安全に連続的に運転できる領域(有効電力,無効電力)を示した曲線を可能出力曲線という。

  1. 可能出力曲線(複数の弧で構成される)を例示せよ。
  2. 上記曲線の各区分の制限要素を挙げ,それらが制限を受ける理由について説明せよ。

準備中

問2 電流協調

変電所の直列機器(主要変圧器,遮断器など),電線・電力ケーブルなどの選定時の電流強調に関して,留意すべき次の事項について簡潔に述べよ。

  1. 定常時(過負荷時を含む)の電流協調
  2. 事故時(系統の短絡事故時や地絡事故時)の電流協調

定常時(過負荷時を含む)の電流協調

定常運転中,連続的に流れる電流の許容値は,機器では定格電流,また電線や電力ケーブルなどでは連続許容電流で表される。

これらの電流値は,気中およびSF6ガス中の接触部では主として,導体材料の機械的強度を低下させたり接触部の過熱を招くおそれのない温度上昇の限度および最高許容温度で,また油入機器や油入ケーブルなどでは,主として油や絶縁紙の絶縁特性を劣化させるおそれのないよう規制される。また,最近では架橋ポリエチレンケーブルが使用されることが多くなってきており,これについても絶縁特性を劣化させるおそれのないよう規制される。

直列機器の過負荷電流容量は,一般的には事前通過電流が定格電流以下であれば短時間の過負荷運転は可能である。この際の注意点は,接続する機器や電線・電力ケーブルなどの種類によって温度上昇の時定数が異なることで,変圧器のように時定数の比較的大きいものと断路器や電線のように時定数の比較的小さいものとについて,個々に適切な電流協調を図ることが必要である。

事故時(系統の短絡事故時や地絡事故時)の電流協調

系統の短絡事故時のいわゆる短絡電流の許容値は,機器では定格短時間電流(変圧器では短時間電流強度),また電線や電力ケーブルなどでは故障瞬時許容電流で表される。

これらの電流を決める要因も一般に定常時の場合と同様であるが,通電時間が1~2秒と極めて短時間であることから,定常時の場合よりかなり高めに選定されている。

ただし,短絡電流が大きいと導体や支持物に加わる電磁力もきわめて大きくなるため,これがより大きな規制要因となることもある。

一方,特に直接接地系統では,地絡・短絡故障時に大きな大地帰路電流が流れ,通信線や低圧制御回路などに過電圧を誘起したり,接地電位の上昇を招いたりするおそれがあるので注意を要する。

また,変電所内の近傍送電線の地絡・短絡時には,架空地線や接地線に大きな事故電流が分流するので,これらとの電流協調にも十分な配慮が必要である。

問3 A-W 理論に基づく変電所への直撃雷遮へいの考え方

準備中

問4 2 回線の送電線に接続された負荷

準備中

問5 事故確率及び平均事故継続時間

準備中

問6 地震時の応動概要

大規模地震が発生し,停電事故には至らなかったものの超高圧屋外一次変電所設備に高いレベルの地震力が加わったものと判断されたため,地震時の応動概要を考慮して下表により巡視を中心とした点検を行い安全を確認することとした。

地震時の応動概要
主な設備 地震時の応動概要 主な目視外観点検項目 左欄以外の点検確認項目
屋外用主変圧器(送油風冷方式) ブッシング
  1. 固有振動数は10[Hz]以下で地震動との共振の可能性が高い。
  2. 共振等による大きな曲げモーメントがブッシング(がい管)下部に加わる。
  1. ブッシング(がい管)の亀裂・折損
  2. セメント部の損傷
  3. 締付ボルト類のゆるみ・ずれ
  4. 主回路端子部の変形
  5. 漏油(絶縁油)
  6. 配管支えの緩み
  7. 本体基礎及び基礎ボルトの変形・破損
  1. 電気的保護リレー類の動作(警報・記録等を含む)内容確認
  2. 上記以外の確認項目
    1. ガス検出リレー動作確認
    2. 衝撃油圧・ブッフホルツリレー動作確認(放圧板の動作等,機械的保護リレー動作確認)
    3. 油面計の指示確認
本体
  1. 地震動との共振の可能性はない。
  2. 元々短絡電磁力や輸送時の外力等の過大な力に耐える強固な設計であり,地震力にも耐える。
遮断器(空気・ガス)等,屋外がいし形機器
  1. ほとんどがいし形機器は固有振動数が10[Hz]以下で地震動と共振の可能性が高い。
  2. 共振等による大きな曲げモーメントががいしがい管(ブッシング)の下部に加わる。
《がいし形機器共通》
  1. がいしがい管(ブッシング)の亀裂・折損
  2. セメント部の損傷
  3. 締付ボルト類のゆるみ・ずれ
《遮断器》
  1. 配管の支えの緩み
  2. 漏油(制御油)
《断路器》 接触子の変形・ずれ
《がいし形機器共通》
電気的保護リレー類の動作(警報・記録等を含む)内容確認 《遮断器》
  1. ガス漏えい音確認
  2. 圧力計(ガス・空気・操作油)の指示確認
  3. 異音・異臭や過熱・変色確認
《避雷器》
気密確認(漏れ電流測定等)や異音・異臭確認
蓄電池
  1. 蓄電池単体の固有振動数は地震卓越周波数より高い。
  2. 架台との組合せで地震動との共振の可能性がある。
  1. 蓄電池架台の転倒・滑り(傾斜・変形や亀裂・不等沈下)
  2. 母線・引き出し導体のはずれ
  3. 蓄電池容器破損
  1. 蓄電池液面・漏えい確認
  2. 充電器の動作確認
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