第三種電気主任技術者・2023年度下期・電力

2023年度下期電力問1

問題文

次の文章は、水力発電の理論式に関する記述である。
図に示すように、放水地点の水面を基準面とすれば、基準面から貯水池の静水面までの高さ $H [m]$ を一般に (ア) という。また、水路や水圧管の壁と水との摩擦によるエネルギー損失に相当する高さ $h_1 [m]$ を (イ) という。さらに、 $H$ と $h_1$ の差 $H = H_g - h_1$ を一般に (ウ) という。
今、 $Q [m^3/s]$ の水が水車に流れ込み、水車の効率を $\eta_w$ とすれば、水車出力 $P$ は (エ) になる。さらに、発電機の効率を $\eta_g$ とすれば、発電機出力 $P_g$ は (オ) になる。ただし、重力加速度は $9.8 m/s^2$ とする。

出典：第三種電気主任技術者 2023年度下期電力問1

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正答：(3)

要点

正解は(3)。水力発電の落差用語と出力式を対応させる問題です。総落差、損失水頭、有効落差を区別し、 $P=9.8QH\eta$ をW換算することが要点です。

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正解は(3)です。
この問題では、基準面から静水面までが総落差、損失を差し引いたものが有効落差であることを確認し、水車出力式に結び付けます。

基準面から静水面までの高さを総落差 (ア) という。摩擦損失などを引いたものを有効落差 (ウ) と呼ぶ（ $h_1$ は損失水頭 (イ)）。
水車出力の公式は $P = 9.8 Q H \eta_w [kW]$ である。
$1 [kW] = 1000 [W]$ なので、単位を $[W]$ に換算すると $9.8 Q H \eta_w \times 10^3 [W]$ となる。
したがって、正しい組み合わせは(3)である。
以上より、選択肢(3)が正解です。

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2023年度 下期 電力 問1

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正答：(3)

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