令和6年度下期第三種電気主任技術者試験 電力（電気技術者試験センター）問1

✓ これが正解3発電所で発電された電力は，発電電圧を主変圧器で昇圧した後，送電される。この主変圧器には発電機側にY 結線，系統側にΔ結線のものが多く用いられる。

解説

主変圧器は発電機側Δ・系統側Yが多いので、逆とする記述が誤りです。

水力発電所の設備（水車・発電機・主変圧器）と制御の仕組みについて、それぞれの特徴が正しく述べられているかを確かめる問です。

発電所の主変圧器は、発電機の電圧を送電に適した高い電圧へ昇圧する変圧器です。一般に発電機側（低圧側）をΔ結線、系統側（高圧側）をY結線とする組合せが多く用いられます。高圧側をY結線にすると中性点を設けて接地でき、地絡の保護や線路の絶縁を考えやすくなります。また低圧側にΔ結線を入れておくと、第3高調波の電流がΔの中を還流し、電圧のひずみを抑えられます。したがって、発電機側にY結線・系統側にΔ結線が多いとする記述は向きが逆で、これが誤りです。

ほかの記述は正しい内容です。電圧は自動電圧調整器（AVR）で励磁を、周波数は調速機（ガバナ）で水車への流量を加減して制御します。カプラン水車は羽根の角度を変えられるプロペラ水車で、部分負荷でも効率が落ちにくい形式です。ペルトン水車はノズルから噴き出す水の衝撃で回る衝動水車です。水車発電機は回転速度が低いので、同期速度の式N＝120f／pより、同じ周波数を得るには磁極数pを多くします。

昇圧用の主変圧器は高圧側を中性点接地のできるY結線にする、と接地の都合から考えると向きを取り違えません。

ほかの選択肢の解説

• 1電圧の大きさや周波数は，自動電圧調整器と調速機を用いて制御される。：発電機の端子電圧は励磁電流を加減する自動電圧調整器で、周波数は水車への流量を加減する調速機で一定に保ちます。電圧と周波数の制御に使う装置の組合せとして正しい記述です。
• 2カプラン水車は，プロペラ水車の一種で，流量に応じて羽根の角度を調整することができるため，部分負荷での効率の低下が少ない。：カプラン水車はプロペラ水車のうち、運転中に羽根の角度を変えられる形式です。流量が少ないときも羽根の角度を合わせて水の流れを受けられるので、部分負荷で効率が下がりにくく、記述は正しいです。
• 4ペルトン水車は，水の衝撃力で回転する衝動水車の一つである。：ペルトン水車は、ノズルから噴き出した高速の水をバケットに当て、その衝撃力で回る水車です。圧力ではなく水の速度のエネルギーを使う衝動水車に分類され、記述に誤りはありません。
• 5水車発電機の回転速度は，汽力発電と比べて小さいため，発電機の磁極数は多くなる。：水車は蒸気タービンより回転速度がずっと低いので、N＝120f／pの関係から、50 Hzや60 Hzを得るには磁極数を多くする必要があります。極数の多い発電機になるという記述は正しいです。