同期機34【電験3種 機械】並列運転の3条件と同期検定器!令和7年上期 A問題5 完全解説

kikai-r7kamiki-q5 アイキャッチ(同期機)

今回は令和7年度上期 機械科目 A問題5を解説します。2台の同期発電機の並列運転の条件を問う穴埋め問題です。

電圧の大きさ・周波数・位相・相回転を一致させ、同期検定器で確認するのが並列(同期化)の手順です。

目次

問題文と選択肢

 2台の同期発電機を並列運転するためには,両発電機の(ア)に加えて,電圧の大きさ及び(イ)が一致していなければならない。発電機の並列に際し,これらの条件が一つでも満足されていなければ,並列と同時にじょう乱が発生するので,(ウ)を用いてこれらの3条件が一致した同期状態にあることを確認したうえで並列する必要がある。空白箇所(ア)〜(ウ)に当てはまる組合せとして正しいものを一つ選べ。

(ア)(イ)(ウ)
(1)回転速度位相電流計
(2)力率方向同期検定器
(3)周波数位相同期検定器
(4)回転速度方向電圧計
(5)周波数位相周波数計

出題のポイント:同期投入前に一致させる3条件

同期発電機の並列投入で周波数、電圧の大きさ、位相の3条件を確認する図
同期投入では、周波数・電圧の大きさ・位相の3条件をすべて一致させます。

同期発電機を並列運転する前には、両発電機の周波数、電圧の大きさ、位相を一致させます。どれか一つでも不一致のまま投入すると横流や衝撃トルクが生じるため、3条件を同期検定器などで確認してから遮断器を投入します。

ポイント解説:同期検定器で周波数差と位相差を読む

同期検定器の針の回転から周波数差を読み、上端で位相一致を確認する図
針の回転速度で周波数差を確認し、位相一致位置で投入します。電圧の大きさも別途一致させます。

2台の同期発電機を並列運転するには、周波数・電圧の大きさ・位相を一致させる必要があります。これらを満たした同期状態は同期検定器で確認します(相回転が等しいことも前提)。

$$N=\frac{120f}{p}\ \text{(周波数を回転速度で合わせる)}$$

問題の解説:周波数・位相・確認器具を対応させる

令和7年上期機械A問題5の空欄を周波数、位相、同期検定器と確定する表
空欄は周波数・位相・同期検定器となり、正解は(3)です。

STEP1 (ア)(イ)一致させる量

両発電機の周波数(ア)に加えて、電圧の大きさ及び位相(イ)を一致させます。

STEP2 (ウ)確認する計器

3条件が一致した同期状態は同期検定器(ウ)で確認します。よって組合せは(3)

答え:(3)

💡 覚え方
並列運転の一致条件=電圧の大きさ・周波数・位相(+相回転)。位相一致は同期検定器で確認する。

⚠️ よくある間違い
「回転速度」ではなく「周波数」。位相確認は電流計や周波数計ではなく同期検定器。

まとめ

(ア)周波数
(イ)位相
(ウ)同期検定器
答え(3)

▼あわせて解きたい関連問題
・並行運転と無効横流:【機械】令和4年度上期A問題4
・並行運転の力率:【機械】令和元年度B問題15

📚 次に解くべき関連問題
【機械】令和4年度上期A問題4(同期機35)
【機械】平成29年度A問題4(同期機36)
【機械】令和5年度上期A問題5(同期機38)
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