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2008年9月29日 (月)

オープンサイクルガスタービン

◆.電力「オープンサイクルガスタービンに関する問題」

オープンサイクルガスタービンの単純サイクルとして正しいのは次のうちどれか。

1.圧縮→放熱→膨張→加熱→圧縮
2.圧縮→加熱→膨張→放熱→圧縮
3.圧縮→放熱→加熱→膨張→圧縮
4.圧縮→膨張→放熱→加熱→圧縮
5.圧縮→加熱→放熱→膨張→圧縮

解答

2.

解説

オープン(開放)サイクルガスタービンでは、高圧空気中に燃料を吹き込んで
燃焼させ、高温、高圧のガスをタービンで膨張させ、羽根車を回し、
最後にガスを放出して熱を逃がす。

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2008年9月28日 (日)

クーロンの法則

◆理論「クーロンの法則に関する問題」

水溶液中にNa+とCl-のイオンが1.0(cm)離れて存在するとき、
両イオンの間に作用する電気力を求めよ。
ただし、水の比誘電率を80とする。

解答

2.88×10^-28(N)

解説

F=k{(Q1・Q2)/r^2)}

k=k0/k1
k0(真空中の誘電率):9.0×10^9(Nm^2/C^2)
k1(比誘電率):80

Q1、Q2(電気素量):1.6×10^-19(C)

F=(9.0×10^9/80)×(1.6×10^-19)^2/0.01
=2.88×10^-28(N)

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2008年9月27日 (土)

爆発する危険のある場所

◆法規「爆発する危険のある場所に関する問題」

「電気設備技術基準」による、可燃性ガス等により爆発する危険のある場所に
おける施設についてに記述で誤っているのはどれか。

1.次に掲げる場所に施設する電気設備は通常の使用状態において、
当該電気設備が点火源となる爆発又は火災のおそれのないように
施設しなければならない。

2.可燃性のガス又は引火性物質の蒸気が存在し、点火源の存在に
より爆発するおそれのある場所。

3.粉塵が存在し、点火源の存在により爆発するおそれのある場所。

4.火薬類の存在する場所。

5.セルロイド、マッチ、石油類その他の燃えやすい危険な物質を
製造し、又は貯蔵する場所

解答

4.

解説

4.火薬類の存在する場所。

可燃性のガス等により爆発する危険のある場所における施設の禁止
第69条  次の各号に掲げる場所に施設する電気設備は,
通常の使用状態において,当該電気設備が点火源となる爆発又は
火災のおそれがないように施設しなければならない.
一可燃性のガス又は引火性物質の蒸気が存在し,
点火源の存在により爆発するおそれがある場所
二粉じんが存在し,点火源の存在により爆発するおそれがある場所
三火薬類が存在する場所
四セルロイド,マッチ,石油類その他の燃えやすい危険な物質を製造し,
又は貯蔵する場所

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2008年9月26日 (金)

短絡比

◆機械「短絡比に関する問題」

短絡比の小さい同期発電機を短絡比の大きい同期発電機と比較した場合の
記述として誤っているのはどれか。

1.固定子、回転子間のギャップが小さい
2.電圧変動率が小さい
3.同期インピーダンスが小さい
4.重量が軽い
5.効率が高い

解答

3.

解説

短絡比は同期機の体格を表す目安になる。
短絡比の大きいものは、
同期インピーダンスを小さくするため、ギャップを大きく、
電機子巻数を少なく設計する。
このため、界磁アンペア回数が大きくなり、
界磁や電機子の寸法及び重量が大きくて、
銅に比べて鉄の使用量の多い鉄機械となる。
短絡比の小さい機械は、鉄よりも銅を多く使うので、
小型で軽量の銅機械となる。

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2008年9月25日 (木)

リアクトル

◆電力「リアクトルに関する問題」

次の電力系統に使用されているリアクトルに関する記述で誤っているのはどれか。

1.深夜等の軽負荷時の電圧上昇を防ぐために分路リアクトルが使用されている。
2.電力用コンデンサの高調波対策には直列リアクトルが使用されている。
3.送電系統の短絡電流を抑制するためには限流リアクトルが使用される。
4.一線地絡時の地絡電流を小さくするためには、並列リアクトルが使用される。

解答

4.

解説

4.一線地絡時の地絡電流を小さくするためには、中性点リアクトルが使用される。

消弧リアクトル接地
一線地絡電流を0とするため、電線路の対地静電容量と共振するような
リアクタンスの鉄心入りの消弧リアクトルを通じて、
中性点を接地する方式である。
異常電圧の発生の可能性がある。
雷サージなどの一時的な地絡事故の場合、早期に自己消弧し、
無停電継続運転が可能となる場合が多い。
地絡事故時の電線路の電線や碍子などの支持物の損傷を少なくできる。
事故時の通信線路への誘導障害が小さい。
運用が複雑となる。
設備費が高い。
雷による被害の多い地域の、Y結線の変圧器を使用した、
特別高圧送電線路で用いられる。

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2008年9月23日 (火)

抵抗に流せる電流

◆理論「抵抗に流せる電流に関する問題」

許容電力1/2(W)、550(Ω)の抵抗と許容電力1/4(W)、
250(Ω)の抵抗を直列に接続したとき、この抵抗に流せる最大電流は
いくらになるか。

解答

30.2(mA)

解説

I^2=P/R より、I=√(P/R) 
P=1/2(W)=0.5(W)
P=1/4(W)=0.25(W)

1/2(W)の抵抗の許容電流 
I1=√(0.5/550)=0.0302(A)=30.2(mA)

1/4(W)の抵抗の許容電流
I2=√(0.25/250)=0.0316(A)=31.6(mA)

したがって少ない方の30.2(mA)が流せる最大電流となる。

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2008年9月22日 (月)

主任技術者

◆法規「主任技術者に関する問題」

次の電気事業法における電気主任技術者の記述で誤っているのはどれか。

1.事業用電気工作物を設置する者は、主任技術者免状の交付を受けている者の
うちから、主任技術者を選任しなければならない。

2.自家用電気工作物を設置する者は、前項の規定にかかわらず、経済産業大臣の
許可を受けて、主任技術者免状の交付を受けていない者を主任技術者として
選任することができる。

3.事業用電気工作物を設置する者は、主任技術者を選任したときは、
遅滞なく、その旨を経済産業大臣に届けでなければならない。
これを解任したときは、この限りでない。

4 主任技術者は、事業用電気工作物の工事、維持運用に関する保安の
監督の職務を誠実に行わなければならない。

5 事業用電気工作物の工事、維持又は運用に従事するものは、主任技術者が
その保安のためにする指示に従わなければならない。

解答

3.

解説

電機事業法 第43条 主任技術者

事業用電気工作物を設置する者は、事業用電気工作物の工事、維持及び運用に
関する保安の監督をさせるため、経済産業省令で定めるところにより、
主任技術者免状の交付を受けている者のうちから、主任技術者を選任しなければ
ならない。

2 自家用電気工作物を設置する者は、前項の規定にかかわらず、経済産業大臣の
許可を受けて、主任技術者免状の交付を受けていない者を主任技術者として
選任することができる。

3 事業用電気工作物を設置する者は、主任技術者を選任したとき(前項の
許可を受けて選任した場合を除く。)は、遅滞なく、その旨を経済産業大臣に
届けでなければならない。これを解任したときも、同様とする。

4 主任技術者は、事業用電気工作物の工事、維持運用に関する保安の
監督の職務を誠実に行わなければならない。

5 事業用電気工作物の工事、維持又は運用に従事するものは、主任技術者が
その保安のためにする指示に従わなければならない。

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2008年9月21日 (日)

同期発電機

◆機械「同期発電機に関する問題」

定格電圧3300(V)、定格電流210(A)の三相同期発電機がある。
この発電機の電機子端子を開放した状態で界磁電流を増加していくと、
120(A)に達したとき定格電圧が発生した。
次に、その電機子端子を短絡して同じ120(A)の界磁電流を与えると、
短絡電流は定格電流の1.4倍であった。
この発電機の同期インピーダンス(Ω)の値をもとめよ。
ただし、発電機の回転速度は一定とする。

解答

11.3(Ω)

解説

星形結線1相の電圧 En=Vn/√3=3300/√3=1905(V)

無負荷で定格電圧を発生しているときに端子を三相短絡すると、
永久短絡電流はIsである。
Is=120×1.4=168(A)

同期インピーダンスZs=En/Is=1905/168=11.3(Ω)

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2008年9月20日 (土)

汽力発電所

◆電力「汽力発電所に関する問題」

1ヶ月(30日)間連続して252×10^6(KWH)の発電電力量を発生し、
この発電に8.316×10^6(KWH)の所内電力量を消費している
汽力発電所がある。
この発電所の所内比率はいくらか。

解答

3.3(%)

解説

1ヶ月(30日)間連続による発電端での発生電力量WG=252×10^6
(KWH)、これに消費した所内消費電力量Wh=8.316(KWH)
であるから、この汽力発電所における所内比率Lは、

L=Wh/WG ×100
={(8.316×10^6)/(252×10^6)}×100
=3.3(%)

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2008年9月18日 (木)

等価インピーダンス

◆理論「等価インピーダンスに関する問題」

Z1=5+j10(Ω)、Z2=2-j8(Ω)を直列及び並列に接続したときの
等価インピーダンスを求めよ。

解答

直列接続の場合
7+j2(Ω)

並列接続の場合
11.1-j6.0(Ω)

解説

(1)直列接続の場合
等価インピーダンスをZsとすれば、
Zs=Z1+Z2=7+j2 (Ω)

等価抵抗7(Ω)、等価誘導リアクタンス2(Ω)

(2)並列接続の場合
等価インピーダンスをZpとすれば、
1/Zp=1/Z1 + 1/Z2

Zp=(Z1・Z2)/(Z1+Z2)
={(5+j10)(2-j8)}/{(5+j10)+(2-j8)}
={10+80+j(20-40)}/(7+j2)
=(90-j20)/(7+j2)

分母を実数にするために分母、分子に(7-j2)をかけて、
Zp={(90-j20)(2-j8)}/{(7+j2)(7-j2)}
={(630-40-j(140+180)}/(49+4)
=11.1-j6.0(Ω)

等価抵抗は11.1(Ω)、等価容量リアクタンスは6.0(Ω)となる。

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2008年9月17日 (水)

電気火災事故

◆法規「電気火災事故に関する問題」

つぎの電気火災事故に関する記述で誤っているのはどれか。

1.電気火災事故の発生を知ってから24時間以内に所轄経済産業局長に
速報を報告しなければならない。
2.電気火災事故の発生を知ってから30日以内に所轄経済産業局長に
詳報を報告しなければならない。
3.電気機器が火災を起こしても、他の工作物や建造物に延焼しなければ
報告の必要はない。
4.速報は電話やFAX、電子メール等でも良い。
5.短絡事故により山林が火災を起こした場合も電気火災事故となる。

解答

1.

解説

 自家用電気工作物に係る電気事故は次のとおり。

1.感電死傷事故又は感電以外の死傷事故(死亡又は病院若しくは診療所に治療の
ため入院した場合に限る)

2.電気火災事故(工作物にあっては、その半焼以上(20%以上)
の場合に限る。)

3.公共の財産に被害を与え、公共施設の使用を不可能にした事故又は社
会的に影響を及ぼした事故
4.主要電気工作物破損事故

5.電気事業者に供給支障を発生させた事故(波及事故)  

6.ダムによって貯留された流水が当該ダムの洪水吐きから異常に
放流された事故

1.電気事故速報

 電気事故速報は、事故の発生を知った時から知り得る限りの情報を
速やかに報告することが必要で、しかも簡潔にして要を得たもので
なければならない。報告内容は、いつ(事故発生の日時)、
どこで(事故発生の場所)、なにが(事故発生の電気工作物)、
なぜ(事故発生の原因)、どうなった(事故の概要)という事故の
状況を説明するための最小限の要件と、そのためにとった応急処置、
復旧対策、復旧予定日時等について、
事故の発生を知った時から48時間以内に電話、FAX等により
報告することとなっている。

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2008年9月16日 (火)

変圧器

◆機械「変圧器に関する問題」

単相変圧器の負荷の力率が1のときの電圧変動率が2(%)である。
この変圧器の負荷の力率が0.6になったときの電圧変動率を求めよ。
ただし、全抵抗と全リアクタンスの比は1:5である。

解答

9.2(%)

解説

ε=qr・cosθ+qx・sinθ

ε:電圧変動率
qr:パーセント抵抗降下(%)
qx:パーセントリアクタンス降下(%)
cosθ:負荷力率(%)

題意より、cosθ=1のときの電圧変動率ε1は2(%)でるから、
この条件を上式に代入して、
ε1=qr×1+qx×0=2
∴qr=2(%)

qxは題意より、qrの5倍であるから、
qx=5qr=5×2=10(%)
したがって、力率0.6におけるこの変圧器の電圧変動率ε2(%)、

ε=qr・cosθ+qx・sinθ
=2×0.6+10・√(1-0.6^2)
=1.2+10×0.8
=9.2(%)

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2008年9月15日 (月)

地絡電流

◆電力「地絡電流に関する問題」

中性点非接地式の三相3線式高圧配電線路で地絡事故を生じた。
地絡電流の大きさに大きく関係するものは線路の対地電圧の他、次のどれか。

1.電線の抵抗
2.対地静電容量
3.対地リアクタンス
4.負荷電流
5.線路の漏れ電流

解答

2.

解説

問題の条件で1線地絡事故が発生すると、対地静電容量によって
地絡電流Iが流れている。
1線当たりの対地静電容量をC(F)、角周波数をω(rad/s)
対地電圧をE/√3(V)、線間電圧をE(V)とすると、

I=3ωC・(E/√3)=√3ωCE

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2008年9月14日 (日)

共振

◆理論「共振に関する問題」

1000Hzにおいて100mHのインダクタンスと共振するCの値を求めよ。

解答

0.26(μF)

解説

C=1/((2πf)^2×L)
=1/{(2π・10^3)^2×100×10^-3}
=0.26(μF)

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2008年9月13日 (土)

接地抵抗値

◆法規「接地抵抗値に関する問題」

高圧電路に結合されている変圧器の高圧電路の一線地絡電流が5[A]で、
高低圧混触時に高圧電路を1秒以内に自動的に遮断する装置がある場合、
B種接地工事の接地抵抗は何オーム以下にしなければならないか。

解答

600Ω

解説

B種:高圧と低圧を変成する変圧器の低圧側の1線に施す接地工事。

接地抵抗値
150/I [Ω]以下
I:地絡電流

漏電遮断器取付時
動作時間1秒以内
600Ω

動作時間2秒以内
300Ω

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2008年9月12日 (金)

巻上機

◆機械「巻上機に関する問題」

最大積載荷重が2000(kg)、平衡重りの重量が500(kg)の巻上機が
ある。
巻上速度50(m/min)の場合、機械効率を80(%)とすれば、
電動機の所要出力はいくらか。

解答

15.3(KW)

解説

実際の巻上荷重 W=2000-500=1500(kg)

巻上速度=50(m/min)=50/60 (m/s)

P={9.8×1500×(50/60)/0.8}×10^-3
=15.3(KW)

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2008年9月11日 (木)

ボイラ効率

◆電力「ボイラ効率に関する問題」

41500(kJ/l)の重油を毎時160(kl)供給したら毎時1400(t)
の蒸気をタービンに供給することができるボイラがある。
ボイラ入り口の給水エンタルピは、1050(kJ/kg)、蒸気タービン
入り口の蒸気エンタルピは3150(kJ/kg)である。
このボイラ効率ηBは何%か。

解答

44.3(%)

解説

ηB={Z(ir-iB)}/BH  ×100 (%)

ηB:ボイラ効率(%)
Z:蒸気流量(kg/h)
ir:蒸気タービン入口の蒸気エンタルピ(kJ/kg)
iB:ボイラ入口の給水エンタルピ(kJ/kg)
B:使用燃料の量(l(kg)/h)
H:燃料の発熱量(kJ/l(kg))

ηB=
(1400×10^3×(3150-1050))/(160×10^3×41500)
×100
=44.3(%)

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2008年9月 9日 (火)

コンデンサ

◆理論「コンデンサに関する問題」

6600V、50Hzで10KVARの無効電力を吸収するコンデンサの
静電容量を求めよ。

解答

0.732(μF)

解説

コンデンサのサセプタンスbは、
b=10×10^3/(6600)^2=2.3×10^-4

よって、b=ωC、ω=314

ゆえに、C=2.3×10^-4/314=0.723(μF)

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2008年9月 8日 (月)

電気施設管理

◆法規「電気施設管理に関する問題」

日負荷曲線中の主としてピーク部分を分担する発電設備はどれか。
下記の答えの中から正しいものを一つ選べ。

1.大容量火力発電所
2.原子力発電所
3.ガスタービン発電所
4.流込式水力発電所
5.中級火力発電所

解答

3.

解説

ガスタービンは、汽力発電に比べて構造が簡単で建設費が安く、
運転操作が容易で、しかも補機の数も少ないので、運転人員が少なくて
すみ、また、始動性が良いなどの特徴を有する。
一方、不利な点として、単機容量が小さいこと、汽力発電に比べて
熱効率が悪いことなどである。
したがってピーク供給力として適用される。

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2008年9月 7日 (日)

動力

◆機械「物体の移動に要する動力に関する問題」

重量500(kgf)の物体を速度2(m/s)で引き上げる場合の
所要動力を求めよ。

解答

9.8(kw)

解説

物体引き上げに要する力 F=500×9.8(N)であるから、
所要の動力Pは、

P=500×9.8×2×10^-3=9.8(kw)

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2008年9月 6日 (土)

損失水頭

◆電力「損失水頭に関する問題」

断面積930(cm^2)の鉄管内を、283(l/s)の割合で水が
流れている場合、管の太さが急に4700(cm^2)になったときの
損失水頭を求めよ。

解答

0.303(m)

解説

急に管が拡大する場合はかなり大きな損失を生ずる。

損失水頭:he

細い管の部分の断面積:a(m^2)
同上流速:v(m/s)
同上圧力:p1(kg/m^2)

太い管の部分の断面積:A(m^2)
同上流速:V(m/s)
同上圧力:p2(kg/m^2)

g:重力加速度9.8(m/s^2)

he=(1-(a/A))^2・(v^2/2g)
=((A/a)-1)^2・(V^2/2g)

1cm^2=0.01^2=0.0001(m^2)

a=930×0.0001=0.093(m^2)
A=4700×0.0001=0.47(m^2)

v=0.283/0.093=3.04(m/s)

he=(1-(0.093/0.47))^2(3.04^2/(2×9.8))

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2008年9月 4日 (木)

交流回路コンデンサ

◆理論「交流回路コンデンサに関する問題」

1000Hz、10Vの起電力によって0.1μFのコンデンサに流れる
電流を求めよ。

解答

6.28(mA)

解説

ω=2π×1000=6280

1/ω=1/(6280×0.1×10^-6)

∴I=10/(1/ω)=10×6280×0.1×10^-6
=6.28×10^-3=6.28(mA)

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2008年9月 2日 (火)

配線用遮断器

◆法規「配線用遮断器に関する問題」

電技で規定されている、過電流遮断器として低圧電路に使用する配線用遮断器に
適合しないのは、次の内どれか。

1.定格電流20Aの配線用遮断器に定格電流の1.25倍の電流を流したとき
60分以内に遮断した。

2.定格電流30Aの配線用遮断器に定格電流の2倍の電流を流したとき
2分以内に遮断した。

3.定格電流50Aの配線用遮断器に定格電流の1.25倍の電流を流したとき
120分以内に遮断した。

4.定格電流150Aの配線用遮断器に定格電流の2倍の電流を流したとき
8分以内に遮断した。

5.定格電流500Aの配線用遮断器に定格電流の2倍の電流を流したとき
12分以内に遮断した。

解答

3.

解説

過電流遮断器として低圧電路に使用する配線用遮断器(電気用品取締り法の
適用を受けるもの及び事項に規定するものを除く。)は次の各号に適合する
ものであること。

一 定格電流の1倍の電流で自動的に動作しないこと。
二 下表の左欄に掲げる定格電流の区分に応じ、定格電流の1.25倍及び
2倍の電流を通じた場合において、それぞれ同表の右欄に掲げる時間内に
自動的に動作すること。

定格電流の区分           時    間
              定格電流の1.25倍    定格電流の2倍
              の電流を通じた場合     の電流を通じた場合
30A以下             60分            2分
30Aを超え50A以下         60分            4分
50Aを超え100A以下       120分            6分
100Aを超え225A以下       120分            8分
225Aを超え400A以下       120分           10分 
400Aを超え600A以下       120分           12分
600Aを超え800A以下       120分           14分
800Aを超え1000A以下      120分           16分
1000Aを超え1200A以下      120分           18分
1200Aを超え1600A以下      120分           20分
1600Aを超え2000A以下      120分           22分
2000Aを超えるもの       120分           24分

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2008年9月 1日 (月)

変圧器の全負荷効率

◆機械「変圧器の全負荷効率に関する問題」

ある変圧器の負荷力率100(%)における全負荷効率は99.0(%)である。
この変圧器の負荷力率80(%)における全負荷効率(%)を求めよ。

解答

98.8(%)

解説

力率100%のときの損失率=p/P=0.01
力率80%のときの損失率=0.01/0.8=0.0125

効率η=1-0.0125≒0.988

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