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2010年7月29日 (木)

架空引込線

◆法規「架空引込線に関する問題」

架空引込線とは、架空電線路の支持物から他の「   」を経ないで、
需要場所の取付け点に至る架空電線をいう。
上記の記述中の空白箇所に記入する字句として適当なもの次から選びなさい。

1.電線路
2.電気工作物
3.工作物
4.造営物
5.支持物

解答

5.

解説


引込線とは、架空引込線、地中引込線をいう。


架空引込線とは、架空電線路の支持物から他の支持物を経ないで需要場所の
引込線取付点に至る架空電線をいう。


地中引込線とは、地中電線路の配電塔、架空電線路の支持物などから
直接需要場所に至る地中電線路(地上の立上がり部分を含む)をいう。

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2010年7月28日 (水)

巻き線形三相誘導電動機

◆機械「巻き線形三相誘導電動機に関する問題」

低格出力20(KW)、低格電圧220(V)、低格周波数50(Hz)、
6極の巻き線形三相誘導電動機があり、
全負荷時の回転数は950(rpm)である。
始動時に全負荷トルクの2倍のトルクを発生させるには、
各相に何Ωの始動抵抗を接続すればよいか。
ただし、二次側はY結線、1相の抵抗は0.05(Ω)とし、
また、同期速度付近の速度-トルク曲線は直線とみなす。

解答


0.45(Ω)


解説

極数をp
周波数をf(Hz)
とすると、同期速度Ns(rpm)は、
Ns=120f/p=120×50/6=1000(rpm)

全負荷時の回転数N(rpm)におけるすべりs1は、
s1=(Ns-N)/Ns=(1000-950)/1000=0.05

題意により、すべりはトルクに比例するので、全負荷トルクの2倍のトルクを
発生させる、すべりs2は、
s2=2s1=2×0.05=0.1

始動時のすべりs3=1でs2と同じトルクを発生させるのであるから、
二次1相分の抵抗をr2(Ω)、各相に接続する始動抵抗をR(Ω)とすれば、
比例推移によって次式が成立する。
r2/s2=(r2+R)/s3

ゆえに、
R=r2{(s3/s2)-1}=0.05{(1/0.1)-1}=0.45(Ω)

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2010年7月27日 (火)

火力発電

◆電力「火力発電に関する問題」

最大出力700(MW)の汽力発電所がある。
最大出力で24時間連続運転中の重油の消費量は3800(kl)であった。
この発電所の発電端熱効率を求めなさい。
ただし、重油の発熱量は9600(kcal/L)とし、
所内電力は、2.5%とする。


解答

39.6(%)


解説

発電端熱効率は、

P:発生電力量(kwh)
F:燃料消費量(kg)
Q:燃料の発熱量(kcal/kg)


η={P・860(kcak/kwh)/(F・Q)}×100(%)
={(700×10^3×24×860)/(3800×10^3×9600)}
=39.6(%)

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2010年7月23日 (金)

エネルギーの変換

◆理論「エネルギーの変換に関する問題」

速さ12(m/s)で運動している質量3.5(kg)の物体が
摩擦によって停止した。
このときのエネルギーが全て摩擦熱になったとすれば、
発生した熱量は何calか。

解答

60(cal)

解説


物体の持っていた運動エネルギーは、
(1/2)mv^2=(1/2)×3.5×12^2=252(J)

これが全て熱に変わると、
(252/4.19)=60(cal)

または、
252×0.239=60(cal)

1kwh=860kcal

1wh=860cal

1J=1ws
より
1J=860/3600=0.239(cal)

1/0.239=4.19

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2010年7月22日 (木)

高圧ケーブルの絶縁劣化診断

◆法規「高圧ケーブルの絶縁劣化診断に関する問題」

つぎの高圧ケーブルの絶縁劣化診断に関する用語でA群の語句に関連する
記述をB群より選びなさい。

A群

1.絶縁抵抗測定
2.直流漏れ電流試験
3.tanσ試験
4.部分放電試験
5.絶縁耐力確認試験

B群

a.逆シェーリングブリッジ
b.ケーブルの劣化を促進させることがある
c.絶縁物中のボイド(空隙)
d.メガ
e.キック現象

解答

1.-d
2.-e
3.-a
4.-c
5.-b

解説

絶縁抵抗測定
絶縁抵抗計(メガ)で、各導体と遮蔽層(大地)間の絶縁抵抗を心線別に
測定する。
(絶縁抵抗計は1000v、2000v、5000v又は10000v
メガを使用する)


直流漏れ電流試験
直流高電圧発生装置により、各々の導体と遮蔽層間に直流電圧を印加し、
漏れ電流の変化を測定する。
一般的に漏れ電流値及びキック現象の有無により判定する。


tanσ試験
一般的には、逆シェーリングブリッジを用いた簡易測定が行われており、
この試験では、絶縁物の吸湿、熱、薬品などによる平均的な劣化を
検出することができる。


部分放電試験
ケーブルに使用電圧に近い電圧を印加して、絶縁物中のボイド(空隙)、
亀裂、異物混入などの局部的欠陥が原因で発生する部分放電をとらえる
ことによって、劣化状態を診断する。


絶縁耐力確認試験
使用中の高圧ケーブルの絶縁を確認する方法として、交流の高電圧を
ケーブルに印加して行う。
この方法はケーブルの劣化を促進させることがあるので、試験電圧の
選定など慎重に決める必要がある。

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2010年7月20日 (火)

析出

◆機械「析出に関する問題」

銅の原子量をzとするとき、銅イオンCu^2+を含む溶液に電流を流して、
負極にz(g)の銅Cuを析出するのに必要な電荷量(C)の値を求めなさい。
ただし、1ファラデーは、9.65×10^4(C/mol)で
電流効率は100(%)とする。

解答


1.93×10^5 (C)


解説

Cu^2+は2価のイオンだから、1モルを析出するのに2ファラデーが
必要である。
原子量がzの金属は、z(g)が1モルだから、
必要な電荷量は、

2×9.65×10^4=1.93×10^5 (C)

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2010年7月16日 (金)

昇圧器

◆電力「昇圧器に関する問題」

単相変圧器を昇圧器として電圧3300(V)、容量80(KW)
力率80(%)(遅れ)の単相負荷に供給したい。
電源電圧を3000(V)とするとき、昇圧器の変圧比および
自己容量を求めなさい。
だたし、配電線路および変圧器のインピーダンスなどの定数は無視する。


解答

変圧比 10

自己容量 9.09(KVA)


解説

昇圧器の一次電圧E1=3000(V)
昇圧後の電圧E2=3300(V)
であるから、昇圧すべき電圧e(V)は、

e=E2-E1=3300-3000=300(V)

昇圧器の変圧比=3000/300=10

負荷電流I2は、
I2=(80×10^3)/(3300×0.8)=30.3(A)

したがって、昇圧器の自己容量wは、

w=e・I2=300×30.3=9090(VA)=9.09(KVA)

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2010年7月15日 (木)

熱と仕事

◆理論「熱と仕事に関する問題」

滑らかなピストンのついたシリンダーの中に気体を入れてある。
この気体に440(J)の熱を加えてみたところ、
体積が1.5×10^-3(m^3)膨張した。
外気圧を1.0×10^5(Pa)として、次の問いに答えなさい。


(1)気体がした仕事は何Jか。
(2)内部エネルギーの増加量は何Jか。

解答

(1)150(J)
(2)250(J)

解説


W:仕事(J)
P:外気圧(Pa)
ΔV:膨張した体積(m^3)
ΔU:内部エネルギー(J)
Q:加えた熱(J)

(1)
W=P・ΔV=1.0×10^5×1.5×10^-3=150(J)

(2)
ΔU=Q+W=400+(-150)=250(J)


 

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2010年7月13日 (火)

低圧ヒューズ

◆法規「低圧ヒューズに関する問題」

過電流遮断器として低圧電路に使用するヒューズは、
水平に取付けた場合、
定格電流の何倍の電流に耐えなければならないか。


解答

1.1倍

解説

電技 「過電流遮断器の施設」
ヒューズの性能は、電技解釈第37条(低圧電路中の過電流遮断器の施設)
により次のように決められています。

過電流遮断器として低圧電路に使用するヒューズは、水平に取り付けた場合に
おいて、次の各号に適合するものであること。

定格電流の1.1倍の電流に耐えること。


次の表の左欄に掲げる定格電流の区分に応じ、定格電流の1.6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溶断すること。

定格電流の1.6倍の電流を通じた場合
30A以下 60分
30Aを超え60A以下 60分
60Aを超え100A以下 120分
100Aを超え200A以下 120分
200Aを超え400A以下 180分
400Aを超え600A以下 240分
600Aを超えるもの 240分


定格電流の2倍の電流を通じた場合
30A以下 2分
30Aを超え60A以下 4分
60Aを超え100A以下 6分
100Aを超え200A以下 8分
200Aを超え400A以下 10分
400Aを超え600A以下 12分
600Aを超えるもの 240分 20分

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2010年7月12日 (月)

トルクの比例推移

◆機械「トルクの比例推移に関する問題」

巻線形三相誘導電動機の回転子回路の1相の抵抗が0.2(Ω)のとき、
すべりが5%であった。
回転子回路の抵抗を3倍にしたときのすべりを求めよ。
ただし、電圧およびトルクは同一とする。

解答


15(%)

解説

すべりがs1のときの回転子の抵抗をr1とすると、
r1/s1=一定

であれば、
トルクは変わらない。
回転子抵抗が、r2になったときのすべりをs2とすると、
r1/s1=r2/s2

r1=0.2(Ω)
s1=5(%)

r2=0.2×3=0.6(Ω)
を上式に代入すると、

0.2/5=(0.2×3)/s2

ゆえに、
s2=5×3=15(%)

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2010年7月 9日 (金)

発電原価

◆電力「発電原価に関する問題」

ある発電所の発電端における発電原価が、
1kwh当たり、5円であるという。
この発電所の所内率が5%ならば、送電端における発電原価はいくらになるか。


解答

5.26(円/kwh)

解説

発電端における発電原価をK(円/kwh)、
発電端電力量をW(kwh)とすれば、
発電端のW(kwh)に対する総費用はK・W(円)である。

送電端電力量をW´(kwh)、
所内率をLとすれば、
W´=W-WL=W(1-L)
したがって、送電端発電電力量1(kwh)あたりの
発電原価をK´(円/kwh)とすれば、
K´=K・W/W´=K・W/W(1-L)=K/(1-L)

題意により、K=5(円/kwh)、L=0.05をいれて、
K´=5/(1-0.05)=5/0.95=5.26(円/kwh)

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2010年7月 8日 (木)

熱と仕事

◆理論「に関する問題」

容積1(リットル)の容器に期待をつめ、その体積を一定に保って、
気体に100(kリットル)の熱量を与えた。
容器の熱量を無視できるものとし、
熱の仕事当量をJ=4.2(J/cal)として次の問いに答えなさい。

(1)気体がした仕事はいくらか。
(2)気体の内部エネルギーの増加はいくらか。

解答

(1) 0
(2)4.2×10^2 (J)

解説


※熱の仕事当量J
仕事W(J)と熱量Q(cal)を関係づける定数
W=JQ (J)

(1)気体の体積が増加しないから、仕事は0

(2)熱力学の第1法則で、W=0だから、
ΔU=Q=4.2×100=4.2×10^2 (J)

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2010年7月 7日 (水)

幹線の漏洩電流

◆法規「幹線の漏洩電流に関する問題」

動力幹線600vCVT200sqがあり、最大電流は300Aであると
すると、許容される漏洩電流の最大値を求めなさい。


解答

150(mA)


解説

IL=300/2000=0.15(A)=150(mA)

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2010年7月 6日 (火)

変圧器の短絡試験

◆機械「変圧器の短絡試験に関する問題」

単相6600V/210V、50KVAの変圧器の二次側端子を短絡し、
一次側に180Vを加えたとこ、二次側に定格電流が流れた。
二次定格電流とパーセントインピーダンス電圧%Zを求めなさい。


解答


二次定格電流I2:238(A)
%Z:2.7%


解説

I2=50×10^3/210=238(A)

%Z=(180/6600)×100=2.7%

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2010年7月 5日 (月)

水力発電所

◆電力「水力発電所に関する問題」

有効落差150m、流量50m^3/s、総合効率80%の水力発電所の
出力は何KWか。

解答

58800(KW)


解説

P=9.8QHη=9.8×150×50×0.8=58800(KW)

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