第三種電気主任技術者の過去問
平成27年度(2015年)
電力 問37

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問題

第三種 電気主任技術者試験 平成27年度(2015年) 電力 問37 (訂正依頼・報告はこちら)

定格出力1000MW、速度調定率5%のタービン発電機と、定格出力300MW、速度調定率3%の水車発電機が周波数調整用に電力系統に接続されており、タービン発電機は80%出力、水車発電機は60%出力をとって、定格周波数(60Hz)にてガバナフリー運転を行っている。
系統の負荷が急変したため、タービン発電機と水車発電機は速度調定率に従って出力を変化させた。

次の問に答えよ。
ただし、このガバナフリー運転におけるガバナ特性は直線とし、次式で表される速度調定率に従うものとする。また、この系統内で周波数調整を行っている発電機はこの2台のみとする。

出力を変化させ、安定した後のタービン発電機の出力は900MWとなった。このときの系統周波数の値[Hz]として、最も近いものを次の( 1 )〜( 5 )のうちから一つ選べ。
問題文の画像
  • 59.5
  • 59.7
  • 60
  • 60.3
  • 60.5

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この過去問の解説 (3件)

01

正解は、2番の59.7[Hz]です。


【解説】
問題文にある速度調定率の式の分母Nは回転数なので、周波数fと比例します。よって、Nをfと読み替えて考えていきます。

この問題では、タービン発電機についての速度調定率の式から、変化後の周波数f2を求めていきます。


【計算】
タービン発電機について、問題文中に示されている値をまとめます。

Pn=1000[MW]
R=5[%]
P1=1000*0.8=800[MW]
fn=60[Hz]
f1=60[hz]
P2=900[MW]


上記を速度調定率の式に代入し、f2を求めます。

0.05={(f2-60)/60/(800-900)/1000}

0.05={(f2/60)-1}/(-1/10)

f2/60=0.995

f2=59.7[Hz]


となります。

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02

定格出力1000MW、速度調定率5%のタービン発電機の出力を80%とし、安定させたところ900MWとなるということを速度調定率の式に当てはめると

{(n2-n1)/nn}/{(P1-P2)/Pn}
={(f2-f1)/fn}/{(P1-P2)/Pn}
={(f2-60)/60}/{(1000×0.8-900)/1000}
=0.05

これをf2について解くと59.7Hzとなります。

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03

速度調定率Rは、下記の公式です。

 

R=(f-f/f)/(P-P/P)×100

 

ここに数値を代入し、fについて解くと、

 

=59.7[Hz] となります。

参考になった数2