同期機35【電験3種 機械】並行運転と無効横流の穴埋め！令和4年上期 A問題4 完全解説

今回は令和4年度上期 機械科目 A問題4を解説します。同期発電機の並行運転と、起電力差で生じる無効横流を問う穴埋め問題です。

起電力の大きさは界磁電流で、位相は原動機の回転速度で調整。起電力の大きさが違うと無効横流が流れます。

問題文と選択肢

　次の文章は，三相同期発電機の並行運転に関する記述である。

　ある母線に同期発電機Aを接続して運転しているとき，同じ母線に同期発電機Bを並列に接続するには，同期発電機A，Bの(ア)の大きさが等しくそれらの位相が一致していることが必要である。(ア)の大きさを等しくするにはBの(イ)電流を，位相を一致させるにはBの原動機の(ウ)を調整する。位相が一致しているかどうかの確認には(エ)が用いられる。

　並行運転中に両発電機間で(ア)の位相が等しく大きさが異なるとき，両発電機間を(オ)横流が循環する。これは電機子巻線の抵抗損を増加させ，巻線を加熱させる原因となる。空白箇所（ア）〜（オ）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）	（エ）	（オ）
(1)	起電力	界磁	極数	位相検定器	有効
(2)	起電力	界磁	回転速度	同期検定器	無効
(3)	起電力	電機子	極数	位相検定器	無効
(4)	有効電力	界磁	回転速度	位相検定器	有効
(5)	有効電力	電機子	極数	同期検定器	無効

出題のポイント：起電力の大きさと位相の調整方法を区別する

同期発電機を母線へ並列接続する前に、起電力の大きさと位相を一致させます。起電力の大きさは界磁電流、位相は原動機の回転速度で調整し、同期検定器で投入時機を確認します。並行運転中に位相が同じでも起電力の大きさが異なると無効横流が循環し、銅損と巻線温度が上昇します。

ポイント解説：界磁は起電力の大きさ、回転速度は位相を調整する

並列条件は起電力（電圧）の大きさと位相の一致。大きさは界磁電流、位相は原動機の回転速度で調整し、位相一致は同期検定器で確認します。起電力の大きさが違うと無効横流が循環し巻線を加熱します。

問題の解説：起電力・界磁・回転速度・同期検定器・無効を確定する

STEP1　（ア）（イ）（ウ）（エ）調整の対応

一致させるのは起電力（ア）。大きさは界磁（イ）電流、位相は回転速度（ウ）で調整、確認は同期検定器（エ）。

STEP2　（オ）循環する横流

起電力の大きさが異なると無効（オ）横流が循環します。よって組合せは(2)。

答え：(2)

まとめ

（ア）	起電力
（イ）	界磁
（ウ）	回転速度
（エ）	同期検定器
（オ）	無効
答え	(2)

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