平成１２年・二次試験－機械・制御【問３】

図の単相混合ブリッジ回路において、交流電源電圧を、バルブデバイスの制御角をαとして、次の問に答えよ。ただし、負荷のインダクタンスLは非常に大きく直流電流idは一定値Idに保たれている。また、回路には損失がなく、転流重なり現象は無視できるものとする。 (1)横軸に角度(ωt)をとり、交流電源電圧vの1周期分の波形を描き、これを基準として交流電流iの波形を重ねて描け。 (2)直流出力電圧の平均値Vdを制御角αの関数として表せ。 (3)交流電流iの実効値Iを求めよ。 (4)電源から整流回路に供給される有効電力Pを求めよ。 (5)交流側の総合力率cosφを求めよ。 図略

【解答】
準備中

平成１９年・二次試験－電力・管理【問６】

次の表及び文章は、ある一般電気事業者の電力系統全体にわたる停電事故（全停事故）が発生した場合の復旧手順と留意事項について、その概要を記述したものである。 電力系統全体にわたる停電事故の復旧 復旧ステップ 手順 留意事項 初期電源の確保 一般的には，健全な隣接系統からの受電により順次再送電して復旧していくが，これが不可能な場合には，通常，短絡比が大きい大容量の水力発電所から試送電により初期電源を確保する。 フェランチ効果による電圧上昇や発電機の自己励磁が発生しないようにする必要がある。 基幹送電線の復旧 基幹系統の線路の全遮断器を開放した後，1区間又は一定区間ごとに充電することにより，基幹送電線の復旧を行う。 線路充電容量による電圧上昇に注意する必要があり，分路リアクトル等の投入量を調整して適性電圧に保ちつつ充電を行う。 負荷への供給 各発電所の起動，立上げを図った後，給電指令に基づき，負荷への送電を行う。 系統融通量と自社供給力の増加に応じて負荷系統に順次送電する必要がある。 なお、全停事故の場合においても火力発電所の中には、系統からの解列により送電不能となった場合でも、所内負荷をもって所内単独運転を行うことにより、系統の復旧時に系統並列、系統連系し、電力供給を数時間でできる機能のあるものもある。

A：系統全停事故時の初期電源確保手順

健全な隣接系統からの受電により，自系統内の停止した発電所の起動電源を確保することが一般的であるが，他系統からの受電が不可能な場合には，予め定めた発電所による試送電を行う。



B：系統を順次復旧する際の留意事項

線路充電容量による電圧上昇に注意する必要があり，分路リアクトルなどを使用して適正電圧を保ちつつ充電を行う。



C：負荷への送電を行う際の留意事項

供給力の増加に応じた負荷への送電を行い，周波数の維持に努める。



D：単独運転



E：並列，連系

平成１８年・二次試験－電力・管理【問２】

主要変電所の直列機器（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協調に関して，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

【解答】
(1) 定常時の電流協調
定常運転中に連続的に流れる電流の許容値は，機器では定格電流，電線・電力ケーブルでは連続許容電流で表される。
過負荷時の直列機器の電流容量は，事前の通過電流が定格電流以下であれば，短時間の過負荷が可能である。この際注意すべきことは，接続する機器や電線・電力ケーブルなど種類によって温度上昇の時定数が異なることで，主要変圧器（油入）の様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について，個々に想定した過負荷時間について適切な電流協調を図ることが必要である。
特に，主要変圧器や遮断器などの主要機器の過負荷時の耐量が損なわれないように，直列に接続される機器や電線・電力ケーブルの定格や連続許容電流を選定する必要がある。

(2) 事故時の電流協調
系統の短絡や地絡事故時に流れる直列機器や電線・電力ケーブルにおける故障電流の許容値は，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・電力ケーブルでは，瞬時許容電流で表されている。
これらの電流を決める要因も事故発生から事故除去までの通電時間が1 ～ 2秒ときわ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る。
特に，直接接地系統では，地絡や短絡故障時には，大きな故障電流が流れるため，主要変圧器巻線や三相GIS（SF6 ガス絶縁開閉装置）などへの大きな電磁機械力が発生し，故障除去が遅れた場合には，過熱損傷のおそれがある。
このため，極力，保護・制御装置の信頼度向上を図り，確実かつ早期の故障箇所の除去により，事故の局限化を図る必要がある。
その他，地絡や短絡故障時には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。