令和7年度上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15(a)
電力
流況曲線に関する問題
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図の流況曲線を持つ河川の全流量を使用できる調整池式水力発電所において,発電所の使用流量[m³/s]と調整池の有効貯水容量[m³]について,次の(a)及び(b)の問に答えよ。
(a) 1 日単位の調整運転を行う場合,上記流況曲線の渇水量8 m³/s において,1 日に6 時間の運転を可能とする最大の使用流量[m³/s]と,当該時間外に調整池に流入する貯水量[m³]の組合せとして,最も近いものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。
ここで,当該6 時間の最大使用流量での運転以外の時間は,水車・発電機を停止して調整池に河川の全流量を貯水するものとする。
| 最大使用流量[m³/s] | 貯水量[m³] | |
|---|---|---|
| (1) | 22.8 | 410 400 |
| (2) | 28.8 | 518 400 |
| (3) | 34.8 | 518 400 |
| (4) | 28.8 | 410 400 |
| (5) | 32.0 | 518 400 |
- 1最大使用流量[m³/s] 22.8 貯水量[m³] 410 400
- 2最大使用流量[m³/s] 28.8 貯水量[m³] 518 400
- 3最大使用流量[m³/s] 34.8 貯水量[m³] 518 400
- 4最大使用流量[m³/s] 28.8 貯水量[m³] 410 400
- 5最大使用流量[m³/s] 32.0 貯水量[m³] 518 400
答えと解説
✓ これが正解5最大使用流量[m³/s] 32.0 貯水量[m³] 518 400
解説
使用流量32.0 m³/s、貯水量518 400 m³の組合せです。
調整池式水力発電所は、河川の水を調整池にためておき、需要に合わせて短い時間に集中して使う発電所です。1日単位の調整では、1日に流れ込む水の量と、1日に使う水の量が等しくなるように運転します。
図の流況曲線(1年の毎日の流量を大きい順に並べた曲線)で、355日の位置の8 m³/sが渇水量です。この流量が1日中流れ込むと、1日の流入量は 8×24×3 600=691 200 m³ です。これを6時間の運転で使い切る使用流量をQとすると、Q×6×3 600=691 200 から Q=691 200÷21 600=32.0 m³/s となります。
運転していない残りの18時間は、河川の流量をすべて調整池にためるので、貯水量は 8×18×3 600=518 400 m³ です。
別の方法で確かめると、運転中の6時間も河川から8 m³/sが流れ込み続けるので、調整池から取り出す分は 518 400÷21 600=24 m³/s です。これに流入の8 m³/sを足すと、使用流量は24+8=32.0 m³/s となり、一致します。
したがって、最大使用流量32.0 m³/sと貯水量518 400 m³の組合せが正解です。運転中も川の水は流れ込み続ける、という点を忘れないことが要点です。
ほかの選択肢の解説
- 1…22.8 貯水量[m³] 410 400:使用流量22.8 m³/s、貯水量410 400 m³の組合せです。停止中の18時間にためる量は8×18×3 600=518 400 m³で410 400 m³とは合わず、22.8 m³/sも1日の流入量を6時間で使う条件からは導けません。
- 2…28.8 貯水量[m³] 518 400:貯水量518 400 m³は合っていますが、使用流量28.8 m³/sは1日の流入量691 200 m³を6時間で使う条件と合いません。28.8 m³/sで6時間運転しても622 080 m³しか使わず、1日分の流入を使い切れません。
- 3…34.8 貯水量[m³] 518 400:貯水量518 400 m³は合っていますが、使用流量34.8 m³/sで6時間運転すると約751 700 m³を使い、1日の流入量691 200 m³を上回ります。1日単位の調整運転では、この流量での運転は続けられません。
- 4…28.8 貯水量[m³] 410 400:使用流量28.8 m³/s、貯水量410 400 m³のどちらも違います。正しくは、6時間で1日分を使う流量が32.0 m³/s、停止中の18時間にためる量が518 400 m³で、どちらの値もこれと合いません。
出典:令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 電力 問15(a)(電気技術者試験センター)。1問ずつ解ける形に加工しています(B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し)。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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