今回は平成30年度 機械科目 B問題18を解説します。水力発電所の概略構成（図1）と、発電機始動から遮断器投入までの始動シーケンス（図2、ラダー図）から、シンボルの器具名称(a)と、始動スイッチONから遮断器投入指令までの所要時間(b)を求める問題です。図1は制御装置と機械系統（水車・発電機・励磁装置・遮断器）の全体構成図、図2が本問の中心となるラダー図です。
(a)はJIS C 0617-7のシンボルから押しボタンスイッチ・瞬時動作限時復帰接点・限時動作瞬時復帰接点を読み取ります。(b)はリレーR→TLR1→GOV→TLR2→AVR→TLR3→CBCという動作順序を追い、限時継電器TLR2（20秒）とTLR3（10秒）の遅れ時間だけを合計します。
平成30年度 機械科目 B問題18：問題文と選択肢
まずは、実際の試験問題を確認してみましょう。
電験3種 機械科目 【自動制御】 平成30年度 B問題18
一般的な水力発電所の概略構成を図1に，発電機始動から遮断器投入までの順序だけを考慮したシーケンスを図2に示す。図2において，SWは始動スイッチ，GOVはガバナ動作，AVRは自動電圧調整器動作，CBCは遮断器投入指令である。
GOVがオンの状態では，ガイドベーンの操作によって水車の回転速度が所定の時間内に所定の値に自動的に調整される。AVRがオンの状態では，励磁装置の動作によって発電機の出力電圧が所定の時間内に所定の値に自動的に調整される。水車の回転速度及び発電機の出力電圧が所定の値になると，自動的に外部との同期がとれるものとする。
この始動シーケンスについて，次の(a)及び(b)の問に答えよ。なお，シーケンス記号はJIS C 0617-7（電気用図記号－第7部：開閉装置，制御装置及び保護装置）に従っている。
（a）図2の(ア)〜(ウ)に示したシンボルの器具名称の組合せとして，正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。
（ア） （イ） （ウ） (1) 押しボタンスイッチ 自動復帰接点 手動復帰接点 (2) ひねり操作スイッチ 瞬時動作限時復帰接点 限時動作瞬時復帰接点 (3) 押しボタンスイッチ 瞬時動作限時復帰接点 限時動作瞬時復帰接点 (4) ひねり操作スイッチ 自動復帰接点 手動復帰接点 (5) 押しボタンスイッチ 限時動作瞬時復帰接点 瞬時動作限時復帰接点 （b）始動スイッチをオンさせてから遮断器の投入指令までの時間の値[秒]として，最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。なお，リレーの動作遅れはないものとする。
（1）5 （2）10 （3）20 （4）30 （5）35〔s〕
出題のポイント：始動シーケンスとタイマ時間の読み取り
ラダー図は、左から右へ動作のきっかけと成立条件を追います。投入までの所要時間は、遅延時間が明記された限時継電器だけを加算します。この問題ではTLR2の20秒とTLR3の10秒を合計し、30秒です。
ポイント解説：接点の動作・復帰と始動順序
ラダー図は、始動スイッチから始まり各リレー（R，TLR1，GOV，TLR2，AVR，TLR3，CBC）が順番に励磁されていく流れを追うことで読み解けます。JIS C 0617-7に基づくシンボル（押しボタンスイッチ、瞬時動作限時復帰接点、限時動作瞬時復帰接点）の名称を正確に対応させることもポイントです。
所要時間の計算では、瞬時に動作するリレーの遅れ時間は無視し、限時継電器（タイマ）の設定時間だけを合計します。
問題の解説：(a)は（3）、(b)は（4）
STEP1 (a) シンボルの名称を特定する
（ア）は始動用のシンボルで押しボタンスイッチ。
（イ）はTLR1に付随する接点で瞬時動作限時復帰接点。
（ウ）はTLR2に付随する接点で限時動作瞬時復帰接点。
以上より(a)は(3)が正解です。
STEP2 (b) シーケンスの動作順序を追う
①始動スイッチSWをONする。
②リレーRが励磁され，瞬時に接点RがONになりTLR1を励磁（同時に接点Rで自己保持）。
③TLR1が励磁されると瞬時に接点TLR1がONになり，リレーGOVが励磁される。
④GOVが励磁されると接点GOVがONになり，リレーTLR2が励磁される。
STEP3 限時継電器の遅れ時間を特定する
⑤TLR2が励磁されると，20秒後に接点TLR2がONになりAVRが励磁される。
⑥AVRが励磁されると瞬時に接点AVRがONし，TLR3が励磁される。
⑦TLR3が励磁されると，10秒後に接点TLR3がONになりCBCが励磁され，遮断器投入指令が出される。
STEP4 所要時間を合計する
瞬時動作するリレー（R，TLR1，GOV，AVR）の遅れは無視できるので、所要時間はTLR2とTLR3の設定時間の合計。
$$20+10=30\ [\text{秒}]$$
したがって(b)は(4)が正解です。
答え：(a)-(3)，(b)-(4)
💡 覚え方
ラダー図の所要時間は、瞬時動作リレーを無視し、限時継電器（タイマ）の設定時間だけを動作順序に沿って合計する。本問はTLR2(20秒)+TLR3(10秒)=30秒。
⚠️ よくある間違い
瞬時動作するリレー（R，TLR1，GOV，AVR）にも遅れ時間があると誤解して合計に含めない。「瞬時動作限時復帰」と「限時動作瞬時復帰」という似た用語を取り違えない。
まとめ
| (a) | 押しボタンスイッチ／瞬時動作限時復帰接点／限時動作瞬時復帰接点 |
| TLR2の設定時間 | 20秒 |
| TLR3の設定時間 | 10秒 |
| (b) 所要時間 | 30秒 |
| 答え | (a)-(3)，(b)-(4) |
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