2級電気工事施工管理技士 過去問
令和5年度（2023年）後期
問13 (2 問1)
問題文
水力発電所に用いられる水車発電機に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
ただし、発電機は同期発電機とする。
ただし、発電機は同期発電機とする。
このページは閲覧用ページです。
履歴を残すには、 「新しく出題する（ここをクリック）」 をご利用ください。
問題
2級 電気工事施工管理技術検定試験 令和5年度（2023年）後期 問13（2 問1） （訂正依頼・報告はこちら）
水力発電所に用いられる水車発電機に関する記述として、最も不適当なものはどれか。
ただし、発電機は同期発電機とする。
ただし、発電機は同期発電機とする。
- 回転速度は、タービン発電機より遅い。
- 短絡比は、タービン発電機より大きい。
- 立軸形は、軸方向の荷重を支えるスラスト軸受を有する。
- 回転子は、軸方向に長い円筒形が多く使用される。
正解！素晴らしいです
残念...
この過去問の解説 （3件）
01
水車発電機は、横軸形と立軸形に分類され、横軸形は小容量高速機に用いられ、立軸形は大容量低速機にてきしており水力発電所で使用されることが多いです。
正となります。記述の通りです。
正となります。記述の通りです。
正となります。記述の通りです。
誤りとなります。水車発電機は回転速度が低速な突極形の回転子が用いられます。
水車発電機横軸形、立軸形の特徴を理解しましょう。
参考になった数18
この解説の修正を提案する
02
同期発電機とは、回転速度が電機小巻線に流れる電流の周波数に比例する交流機です。
回転速度と電流の周波数は比例関係にあり、この関係を同期といいます。
下記の関係があります。
Ns = 120 f / P
Ns ：同期回転速度（min-1）
f ：交流電流の周波数（Hz）
P ：極数
水車やタービンなどによって、得られた回転力を同期速度にし、直流電源によって与えられた励磁で交流電力を発生させます。
周波数の安定性が高いのが特徴です。
水車発電機の回転速度は、200～400rpmです。
それに対して、タービン発電機は、1,500～3,600rpmです。
従って、回転速度は、タービン発電機よりも遅くなります。
正しい内容です。
水車発電機の短絡比は、0.8〜1.2程度です。
それに対し、タービン発電機では0.5〜0.7程度です。
従って、短絡比はタービン発電機より大きくなります。
正しい内容です。
水車発電機は、回転子の軸の方向によって立軸形と横軸形に分類されます。
立軸形とは、水車発電機の軸が垂直（縦軸）になっている水車発電機です。
スラスト軸受けとは、回転軸方向（即ち垂直方向）の荷重を支える軸受けです。
従って、立軸形は、垂直軸方向の荷重を支えるスラスト軸受が適しています。
正しい内容です。
【補足】
横軸型は、軸が水平方向になっています。
従って、荷重を水平方向にさせるラジアル軸受が適しています。
水車発電機は回転子直径が大きいので設計が容易で経済的な突極形を採用しています。
従って、誤りです。
参考になった数2
この解説の修正を提案する
03
水車発電機は 発電用水で水車を回して発電を行います。タービン発電機と比較すると 回転速度は遅いですが、代わりに大きい回転子を用いることができます。また、短絡比が大きく電気的に安定性が高い特徴があります。
正しいです。
水は蒸気よりも密度が高いので早く動かせません。一方で 遅い回転速度でも大きいエネルギーを取り出すことができます。
正しいです。
水車発電機は回転速度が遅い分 回転子が大きく巻線の数が多い設計になっています。これによりインダクタンスが大きくなり 短絡時の急激な電流変動を抑えられます。
短絡比が大きいのは水車発電機の特徴です。
正しいです。
スラストとは回転軸の軸方向（縦軸型水車の場合は下方向）に作用する荷重です。摩擦を軽減し 回転を安定させ 摩耗を防ぎます。
誤りです。
円筒型は極数が少ない代わりに 高速で回転でき、突極型は回転速度を上げられない代わりに 極数を多くできる特徴があります。
水車発電機では突極型が用いられます。
大型の水車発電機の多くは縦軸型ですので、縦軸型のしくみを覚えておくとよいです。
発電用水が流れる経路（取水口～水圧管路～水車～放水口）や、水車の種類も覚えておきましょう。
参考になった数1
この解説の修正を提案する
前の問題（問12）へ
令和5年度（2023年）後期 問題一覧
次の問題（問14）へ