問 題
我が国の水力発電所(又は揚水発電所)に用いられる水車(又はポンプ水車)及び発電機(又は発電電動機)に関する記述として、誤っているものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
- ガイドベーン(案内羽根)は、その開度によってランナに流入する水の流量を変え、水車の出力を調整することができる水車部品である。
- 同一出力のフランシス水車を比較すると、一般に落差が高い地点に適用する水車の方が低い地点に適用するものより比速度が小さく、ランナの形状が扁平になる。
- 揚水発電所には、別置式、タンデム式、ポンプ水車式がある。発電機と電動機を共用し、同一軸に水車とポンプをそれぞれ直結した方式がポンプ水車式であり、水車の性能、ポンプの性能をそれぞれ最適に設計できるため、国内で建設される揚水発電所はほとんどこの方式である。
- 水車発電機には突極形で回転界磁形の三相同期発電機が主に用いられている。落差を有効に利用するために、水車を発電機の下方に直結した立軸形にすることも多い。
- 調速機は水車の回転速度を一定に保持する機能を有する装置である。また、自動電圧調整器は出力電圧の大きさを一定に保持する機能を有する装置である。
正解 (3)
解 説
(3)に関して、「タンデム」という言葉には「直列」とか「縦並び」といった意味があります。よって、発電機と電動機を共用し、同一軸に水車とポンプをそれぞれ直結した方式は、「ポンプ水車式」ではなく「タンデム式」の説明になっています。
つまり、(3)の記述が誤りなので、これが正解となります。
以下に、揚水発電所の3つの方式(別置式・タンデム式・ポンプ水車式)の特徴を簡単にまとめます。
別置式は、発電設備(水車・発電機)と揚水設備(ポンプ・電動機)とを分けて設置する方式です。発電設備と揚水設備を兼用せずにそれぞれ用意するので多くの費用が掛かり、今はあまり使われていない方式といえます。
タンデム式は、問題文にもある通り、発電電動機(発電機と電動機を共用したもの)と水車、ポンプを同一軸上に直結した方式です。水車の性能、ポンプの性能をそれぞれ最適に設計できるため、国内で建設される揚水発電所はほとんどこの方式をとります。
ポンプ水車式は、発電電動機とポンプ水車(水車とポンプを兼用させたもの)で構成される方式です。発電機と電動機の役割を発電電動機でまとめていて、水車とポンプの役割を水車ポンプでまとめているので、安価で済む一方、性能を発揮しにくい面があります。
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