A問題
下期
電験三種 電力 2023年度 下期 問2
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定格出力1000MW,速度調定率5%のタービン発電機と,定格出力300MW,速度調定率3%の水車発電機が電力系統に接続され,前者は80%出力,後者は60%出力にて定格周波数(50Hz)でガバナフリー運転を行っている。負荷が急変して,系統周波数が0.2Hz低下したとき,タービン発電機と水車発電機の出力[MW]の組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。ただし,このガバナフリー運転におけるガバナ特性は直線とし,次式で表される速度調定率に従うものとする。また,この系統内で周波数調整を行っている発電機はこの2台のみとする。n2⁻n1PnP1:初期出力[MW] n1:出力P1における回転速度[min⁻¹]P2:変化後の出力[MW] n2:変化後の出力P2における回転速度[min⁻¹]Pn:定格出力[MW] nn:定格回転速度[min⁻¹]タービン発電機水車発電機
正解と解説
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正解 4
880MW 220MW
図に示された速度調定率の定義式より、出力変化は ΔP/Pn = (Δn/nn)/(速度調定率) の関係になる。系統周波数が50Hzから0.2Hz低下したので Δn/nn = −0.2/50 = −0.004 であり、周波数低下に対して出力は増加する。タービン発電機は 1000×0.004/0.05 = 80MW 増えて 800+80 = 880MW、水車発電機は 300×0.004/0.03 = 40MW 増えて 180+40 = 220MW となる。