電験2種過去問【2021年電力 問6】

【変電所】変電所の調相設備《空所問題》

 次の文章は、変電所の調相設備に関する記述である。文中の\(\fbox{空所欄}\)に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
 電力用コンデンサは\(\fbox{(1)}\)相分の無効電力を供給し、\(\fbox{(2)}\)相分の無効電力を消費するために使用される。その構造はアルミニウムはく電極と誘電体を交互に重ねたものである。分路リアクトルは\(\fbox{(2)}\)相分の無効電力を供給し、\(\fbox{(1)}\)相分の無効電力を消費するために使用される。その構造には変圧器と同様に鉄心とコイルからなるものと、空心のものがある。
 分路リアクトルや電力用コンデンサは専用の開閉器により開閉するが、その開閉する頻度を変圧器用の開閉器と比べると\(\fbox{(3)}\)である。
 同期調相機は、同期電動機を\(\fbox{(4)}\)負荷で運転し、界磁電流を調整して電機子電流を\(\fbox{(1)}\)相にも\(\fbox{(2)}\)相にもすることができる。
 これらの調相設備は送電回路に\(\fbox{(5)}\)に接続され、変圧器の三次側や母線に設置される。

[問6の解答群]
(イ)\( \displaystyle \text{同}\)   (ロ)\( \displaystyle \text{無}\)    (ハ)\( \displaystyle \text{零}\)

(ニ)\( \displaystyle \text{進}\)   (ホ)\( \displaystyle \text{直・並列}\) (ヘ)\( \displaystyle \text{軽}\)

(ト)\( \displaystyle \text{正}\)   (チ)\( \displaystyle \text{並列}\)   (リ)\( \displaystyle \text{稀頻度}\)

(ヌ)\( \displaystyle \text{逆}\)   (ル)\( \displaystyle \text{定格}\)   (ヲ)\( \displaystyle \text{多頻度}\)

(ワ)\( \displaystyle \text{同程度}\) (カ)\( \displaystyle \text{直列}\)   (ヨ)\( \displaystyle \text{遅}\)

解答と解説はこちら

解答

(1):(ヨ)
(2):(ニ)
(3):(ヲ)
(4):(ロ)
(5):(チ)

解説

 電力用コンデンサは\(\fbox{遅}\)相分の無効電力を供給し、\(\fbox{進}\)相分の無効電力を消費するために使用される。その構造はアルミニウムはく電極と誘電体を交互に重ねたものである。分路リアクトルは\(\fbox{進}\)相分の無効電力を供給し、\(\fbox{遅}\)相分の無効電力を消費するために使用される。その構造には変圧器と同様に鉄心とコイルからなるものと、空心のものがある。
 分路リアクトルや電力用コンデンサは専用の開閉器により開閉するが、その開閉する頻度を変圧器用の開閉器と比べると\(\fbox{多頻度}\)である。
 同期調相機は、同期電動機を\(\fbox{無}\)負荷で運転し、界磁電流を調整して電機子電流を\(\fbox{遅}\)相にも\(\fbox{進}\)相にもすることができる。
 これらの調相設備は送電回路に\(\fbox{並列}\)に接続され、変圧器の三次側や母線に設置される。

無効電力の「供給・消費」の表現について

 電力用コンデンサを例にとると、系統電源側からみると、電力用コンデンサには電圧に対して90°進み電流が流れ、「進みの無効電力が消費」されていることは理解しやすい。

 このとき、同様に「遅れの無効電力を供給」していると表現されるのが、どういう意味であるかは理解しづらい。電力用コンデンサを無効電力の供給源としてみた場合を考えてみる。

 一般に、電力用コンデンサが接続される場合は、負荷は遅れ力率(遅れの無効電力を消費している)である。電源側からみて、遅れ力率負荷に、電力用コンデンサを接続したことにより、力率が1となったとする。このとき、電源側は無効電力を供給しておらず、有効電力のみを供給している(とみなすことができる)。すると、電力用コンデンサは、負荷に対して遅れ無効電流を供給している(とみなせる)。