1級電気工事施工管理技士の過去問
令和2年度（2020年）
午前 ロ 問17
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問題
1級 電気工事施工管理技術検定試験 令和2年度（2020年） 午前 ロ 問17 （訂正依頼・報告はこちら）
水力発電に用いる水車に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
- フランシス水車には、ランナの出口から放水面までの接続管として吸出し管が設置される。
- フランシス水車は、負荷が変化しても効率は、ほぼ一定である。
- ペルトン水車のノズル内には、負荷に応じて使用流量を調整するためのニードル弁が設けられる。
- ペルトン水車は、急激な負荷変化でも水圧管内の圧力上昇を抑制することが可能である。
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この過去問の解説 （3件）
01
フランシス水車は日本で水力発電用水車として広く使われています。
広範囲の比速度で使用できる一方、水の流量や落差・負荷の変化によって、効率が大きく変動する弱点があります。
他の、1・3・4 は正しく述べています。
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02
正解は【２】です。
フランシス水車は負荷の変動により効率は変動しますので、ほぼ一定は誤りです。
水力発電に使われる水車は主に、
ペルトン水車・フランシス水車・プロペラ水車・カプラン水車があります。
プロペラ水車は問題文(３)にあるようニードルと呼ばれるノズルから水を噴射し、水車をまわす水車です。
水車は噴射する水の力で回りますので、(４)の負荷の変化にも対応でき、効率は一定です。
フランシス水車は、流れる水の流量(圧力)速度により、水車をまわしています。
負荷に追従して、回転する事は難しく、効率は変化します。
プロペラ水車もフランシス水車と同じ仕組みです。
カプラン水車はプロペラ水車の内、ランナや案内羽根の角度を負荷に応じて、調整出来るもので、高い効率で、負荷の変化に対しても、対応できる水車です。
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03
水力発電に用いる水車に関する問題です。
〇
フランシス水車は、ランナ・ガイドベーン・ケーシング・スピードリングなどからなる構造で、ランナの出口からは吸出し管が接続されています。
×
フランシス水車の効率は、出力60％までは最も低い効率で、そこから負荷が90％までは負荷と直線的に比例するように効率が上昇します。
「負荷が変化しても効率は、ほぼ一定」は、誤りです。
〇
ペルトン水車は、水のエネルギーをノズルで速度エネルギーに変え、この流速で羽根車に作用させます。ノズル内には、ニードル弁が設けられています。
〇
ペルトン水車の効率は、前負荷に渡りほぼ一定で、急激な負荷変動があっても、圧力上昇を抑制できます。
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