電験3種過去問【2012年電力 問1】

【水力発電】水力発電の理論式《空所問題》

 次の文章は、水力発電の理論式に関する記述である。
 図に示すように、放水地点の水面を基準面とすれば、基準面から貯水池の静水面までの高さHg[m]を一般に【(ア)】という。また、水路や水圧管の壁と水との摩擦によるエネルギー損失に相当する高さh1[m]を【(イ)】という。さらに、Hgとh1の差H=Hg-h1を一般に【(ウ)】という。
 いま、Q[m3/s]の水が水車に流れ込み、水車の効率をηwとすれば、水車出力Pwは【(エ)】になる。さらに、発電機の効率をηgとすれば、発電機出力Pは【(オ)】になる。ただし、重力加速度は9.8[m/s2]とする。

 上記の記述中の空白個所(ア)、(イ)、(ウ)、(エ)及び(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。 

  (ア) (イ) (ウ) (エ) (オ)
(1) 総落差 損失水頭 実効落差 \( \displaystyle 9.8QHη_w\times10^3[W]\) \( \displaystyle 9.8QHη_wη_g\times10^3[W]\)
(2) 自然落差 位置水頭 有効落差 \( \displaystyle \frac{9.8QH}{η_w}\times10^{-3}[kW]\) \( \displaystyle \frac{9.8QHη_g}{η_w}\times10^{-3}[kW]\)
(3)  総落差 損失水頭 有効落差 \( \displaystyle 9.8QHη_w\times10^3[W]\) \( \displaystyle 9.8QHη_wη_g\times10^3[W]\)
(4) 基準落差 圧力水頭 実効落差 \( \displaystyle 9.8QHη_w[kW]\) \( \displaystyle 9.8QHη_wη_g[kW]\)
(5) 基準落差 速度水頭 有効落差 \( \displaystyle 9.8QHη_w[kW]\) \( \displaystyle 9.8QHη_wη_g[kW]\)

解答と解説はこちら

解答

(3)

解説

 図に示すように、放水地点の水面を基準面とすれば、基準面から貯水池の静水面までの高さHg[m]を一般に(ア)総落差という。また、水路や水圧管の壁と水との摩擦によるエネルギー損失に相当する高さh1[m]を(イ)損失水頭という。さらに、Hgとh1の差H=Hg-h1を一般に(ウ)有効落差という。
 いま、Q[m3/s]の水が水車に流れ込み、水車の効率をηwとすれば、水車出力Pw(エ)9.8QHηw×103[W]になる。さらに、発電機の効率をηgとすれば、発電機出力Pは(オ)9.8QHηwηg×103[W]になる。ただし、重力加速度は9.8[m/s2]とする。