第三種電気主任技術者試験令和3年度上期（2021年8月）電力

一般財団法人電気技術者試験センター「第三種電気主任技術者試験令和3年度上期（2021年8月21日実施）電力」より作成。出典: https://www.shiken.or.jp/chief/third/qa/

第三種電気主任技術者試験令和3年度上期（2021年8月）電力

問題一覧

問1 次の文章は、水力発電所の種類に関する記述である。水力発電所は、（ア）を得る方法により分類すると、水路式、ダム式、ダム水路式があり、（イ）の利用方法により分類すると、流込み式、調整池式、貯水池式、揚水式がある。一般的に、水路式はダム式、ダム水路式に比べ（ウ）。貯水ができないので発生電力の調整には適さない。ダム式発電では、ダムに水を蓄えることで（イ）の調整ができるので、電力需要が大きいときにあわせて運転することができる。河川の自然の流れをそのまま利用して発電する方式を（エ）発電という。貯水池などを持たない水路式発電所がこれに相当する。 1日又は数日程度の河川流量を調整できる大きさを持つ池を持ち、電力需要が小さいときにその池に蓄え、電力需要が大きいときに放流して発電する方式を（オ）発電という。自然の湖や人工の湖などを用いてもっと長期間の需要変動に応じて河川流量を調整・使用する方式を貯水池式発電という。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。　　（ア）　（イ）　　（ウ）　　　　（エ）　　　（オ） (1) 落差　　流量　　建設期間が短い　　調整池式　　ダム式 (2) 流量　　落差　　建設期間が長い　　調整池式　　ダム式 (3) 落差　　流量　　高落差を得にくい　流込み式　　揚水式 (4) 流量　　落差　　建設費が高い　　　流込み式　　調整池式 (5) 落差　　流量　　建設費が安い　　　流込み式　　調整池式

問2 図で、水圧管内を水が充満して流れている。断面Aでは、内径 2.2 m、流速 3 m/s、圧力 24 kPa である。このとき、断面Aとの落差が 30 m、内径 2 m の断面Bにおける流速[m/s]と水圧[kPa]の最も近い値の組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、重力加速度は 9.8 m/s²、水の密度は 1 000 kg/m³、円周率は 3.14 とする。　　　　流速[m/s]　水圧[kPa] (1)　　　3.0　　　　318 (2)　　　3.0　　　　316 (3)　　　3.6　　　　316 (4)　　　3.6　　　　310 (5)　　　4.0　　　　300

問3 汽力発電におけるボイラ設備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。 (1) ボイラを水の循環方式によって分けると、自然循環ボイラ、強制循環ボイラ、貫流ボイラがある。 (2) 蒸気ドラム内には汽水分離器が設置されており、蒸発管から送られてくる飽和蒸気と水を分離する。 (3) 空気予熱器は、煙道ガスの余熱を利用して燃焼用空気に回収することによって、ボイラ効率を高めるための熱交換器である。 (4) 節炭器は、煙道ガスの余熱を利用してボイラ給水を加熱することによって、ボイラ効率を高めるためのものである。 (5) 再熱器は、高圧タービンで仕事をした蒸気をボイラに戻して再加熱し、再び高圧タービンで仕事をさせるためのもので、熱効率の向上とタービン翼の腐食防止のために用いられている。

問4 次の文章は、電気集じん装置に関する記述である。火力発電所で発生する灰じんなどの微粒子は、電気集じん装置により除去される。典型的な電気集じん装置は、集じん電極である（ア）の間に放電電極である（イ）を置いた構造である。電極間の（ウ）によって発生した（エ）放電により生じたイオンで微粒子を帯電させ、クーロン力によって集じん電極で捕集する。集じん電極に付着した微粒子は一般的に、集じん電極（オ）取り除く。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。　　（ア）　　（イ）　　（ウ）　　（エ）　　（オ） (1) 線電極　　平板電極　高電圧　　コロナ　　に風を吹きつけて (2) 線電極　　平板電極　大電流　　アーク　　を槌でたたいて (3) 平板電極　線電極　　大電流　　アーク　　に風を吹きつけて (4) 平板電極　線電極　　高電圧　　コロナ　　を槌でたたいて (5) 平板電極　線電極　　大電流　　コロナ　　を槌でたたいて

問5 原子力発電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。 (1) 原子力発電は、原子燃料の核分裂により発生する熱エネルギーで水を蒸気に変え、その蒸気で蒸気タービンを回し、タービンに連結された発電機で発電する。 (2) 軽水炉は、減速材に黒鉛、冷却材に軽水を使用する原子炉であり、原子炉圧力容器の中で直接蒸気を発生させる沸騰水型と、別置の蒸気発生器で蒸気を発生させる加圧水型がある。 (3) 軽水炉は、天然ウラン中のウラン 235 の濃度を 3〜5%程度に濃縮した低濃縮ウランを原子燃料として用いる。 (4) 核分裂反応を起こさせるために熱中性子を用いる原子炉を熱中性子炉といい、軽水炉も熱中性子炉である。 (5) 沸騰水型原子炉の出力調整は、再循環ポンプによる冷却材再循環流量の調節と制御棒の挿入及び引き抜き操作により行われ、加圧水型原子炉の出力調整は、一次冷却材中のほう素濃度の調節と制御棒の挿入及び引き抜き操作により行われる。

問6 分散型電源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。 (1) 太陽電池で発生した直流の電力を交流系統に接続する場合は、インバータにより直流を交流に変換する。連系遮断装置を用いると、系統の停電時などに電力供給を止めることができる。 (2) 分散型電源からの逆潮流による系統電圧上昇を抑制する手段として、分散型電源の出力抑制や、電圧調整器を用いた電圧の制御などが行われる。 (3) 小水力発電は、河川や用水路などでの流込み式発電が用いられる場合が多い。 (4) 洋上の風力発電所を陸上の系統の接続点に連系する場合には、海底ケーブルによる直流送電が用いられることがある。ケーブルでの直流送電のメリットとして、誘電損を考慮しないでよいことが挙げられる。 (5) 一般的な燃料電池発電は、水素と酸素との吸熱反応を利用して電気エネルギーを作る発電方式であり、負荷変動に対する応答が早い。

問7 次の文章は、変電所の計器用変成器に関する記述である。計器用変成器は、（ア）と変流器とに分けられ、高電圧あるいは大電流の回路から計器や（イ）に必要な適切な電圧や電流を取り出すために設置される。変流器の二次端子には、常に（ウ）インピーダンスの負荷を接続しておく必要がある。また、一次端子のある変流器は、その端子を被測定線路に（エ）に接続する。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。　　　（ア）　　　　　　（イ）　　　　（ウ）　　（エ） (1) 主変圧器　　　　　　　避雷器　　　高　　　縦続 (2) CT　　　　　　　　　保護継電器　低　　　直列 (3) 計器用変圧器　　　　　遮断器　　　中　　　並列 (4) CT　　　　　　　　　遮断器　　　高　　　縦続 (5) 計器用変圧器　　　　　保護継電器　低　　　直列

問8 変電所の断路器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。 (1) 断路器は消弧装置をもたないため、負荷電流の遮断はできない。 (2) 断路器の機器の点検・修理の際、回路を切り離すために使用する。断路器で回路を開く前には、まず遮断器で電流を切る必要がある。 (3) 断路器を誤って開くと、接触子間にアークが発生し、機器や地絡事故などを生じることがある。 (4) 断路器の種類によっては、短い線路や母線の地絡電流の遮断が可能な場合がある。 (5) 断路器の誤操作防止のため、一般にインタロック装置が設けられている。

問9 1台の定格容量が 20MV·A の三相変圧器を 3 台有する配電用変電所があり、その総負荷が 55MW である。変圧器 1 台が故障したときに、残りの変圧器の過負荷運転を行い、不足分を他の変電所に切り換えることにより、故障発生前と同じ電力を供給したい。この場合、他の変電所に故障発生前の負荷の何%を直ちに切り換える必要があるか、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、残りの健全な変圧器は、変圧器故障時に定格容量の 120%の過負荷運転をすることとし、力率は常に 95%(遅れ)で変化しないものとする。 (1) 6.2　(2) 10.0　(3) 12.1　(4) 17.1　(5) 24.2

問10 次の文章は、がいしの塩害とその対策に関する記述である。風雨などによってがいし表面に塩分が付着すると、（ア）が発生することがあり、可聴雑音や電波障害、フラッシオーバの原因となる。これをがいしの塩害という。がいしの塩害対策は、塩害の少ない送電ルートの選定、がいしの絶縁強化、がいしの洗浄、がいし表面への（イ）性物質の塗布が挙げられる。懸垂がいしにおいて、絶縁強化を図るには、がいしを（ウ）に連結する個数を増やす方法や、がいしの表面漏れ距離を（エ）する方法が用いられる。また、懸垂がいしと異なり、棒状磁器の両端に連結用金具を取り付けた形状の（オ）がいしは、雨洗効果が高く、塩害に対し絶縁性が高い。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(オ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。　　　（ア）　　（イ）　（ウ）　（エ）　（オ） (1) 漏れ電流　はっ水　直列　長く　長幹 (2) 過電圧　　吸湿　　直列　短く　ピン (3) 漏れ電流　吸湿　　並列　短く　長幹 (4) 過電圧　　はっ水　並列　長く　長幹 (5) 漏れ電流　はっ水　直列　短く　ピン

問11 地中送電線路に使用される電力ケーブルの許容電流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。 (1) 電力ケーブルの絶縁体やシースの熱抵抗、電力ケーブル周囲の熱抵抗といった各部の熱抵抗を小さくすることにより、ケーブル導体の発熱に対する導体温度上昇を抑えることができ、許容電流を大きくすることができる。 (2) 表皮効果が大きいケーブルの導体ほど許容電流は大きくなるため、導体を分割して表皮効果を小さくすると許容電流は小さくなる。 (3) 誘電体損、誘電正接の小さい絶縁体を採用することにより、許容電流を大きくすることができる。 (4) 電気抵抗率の高い金属シース材を採用することにより、金属シースに流れる電流による発熱を抑えることができるため、許容電流を大きくすることができる。 (5) 電力ケーブルの布設条数(回線数)を少なくすることにより、電力ケーブル相互間の発熱の影響を小さくすることができるため、1条当たりの許容電流を大きくすることができる。

問12 単相3線式 100/200V 配電方式は、1線の中性線と、中性線に対し、互いに逆位相の電圧を供給する 2 線の電圧線との合計 3 線で供給される方式である。100/200V の単相 3 線式配電方式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。 (1) 電線1線当たりの抵抗が等しい場合、中性線と各電圧線の間に負荷を分散させることにより、単相2線式と比べて配電線路の電力損失を小さくすることができる。 (2) 中性線と各電圧線の間に接続する負荷の容量が不平衡である場合、容量が大きい側の電圧は容量が小さい側の電圧よりも低くなる。 (3) 中性線と各電圧線の間に接続する各負荷の容量が不平衡であると、平衡している場合に比べ電力損失が増加する。 (4) 単相 100V 及び単相 200V の 2 種類の負荷に同時に供給することができる。 (5) 許容電流の大きさが等しい電線を使用した場合、電線 1 線当たりの供給可能な電力は、単相 2 線式よりも小さい。

問13 次の文章は、我が国の高低圧配電系統における保護に関する記述である。 6.6kV 高圧配電線に短絡や地絡などの事故が生じたとき、直ちに事故の発生した高圧配電線を切り離すために、（ア）と保護継電器が配電用変電所の高圧配電線引出口に設置されている。樹枝状方式の高圧配電線で事故が生じた場合、事故が発生した箇所の変電所側直近及び変電所から離れた側の（イ）開閉器を開放することにより、事故が発生した箇所を高圧配電系統から切り離す。柱上変圧器には、変圧器内部及び低圧配電系統内での短絡事故による過電流障害のために高圧カットアウトが設けられているほか、雷などによる外部異常電圧から保護するために、避雷器を変圧器に対して（ウ）に設置する。（エ）は低圧配電線から低圧引込線への接続点などに設けられ、低圧引込線で生じた短絡事故などを保護している。上記の記述中の空白箇所(ア)〜(エ)に当てはまる組合せとして、正しいものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。　　　（ア）　　　　　（イ）　（ウ）　（エ） (1) 高圧ヒューズ　　　区分　　直列　　配線用遮断器 (2) 遮断器　　　　　　区分　　並列　　ケッチヒューズ(電線ヒューズ) (3) 遮断器　　　　　　区分　　直列　　配線用遮断器 (4) 高圧ヒューズ　　　連系　　並列　　ケッチヒューズ(電線ヒューズ) (5) 遮断器　　　　　　連系　　直列　　ケッチヒューズ(電線ヒューズ)

問14 送電線路に用いられる導体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。 (1) 導体の導電率は、温度が高くなるほど小さくなる傾向にあり、20℃での標準軟銅の導電率を 100%として比較した百分率で表される。 (2) 導体の材料特性としては、導電率や引張強さが大きく、質量や線熱膨張率が小さいことが求められる。 (3) 導体の導電率は、不純物成分が少ないほど大きくなる。また、単金属と比較して、同じ金属元素を主成分とする合金の方が、一般に導電率は小さくなるが、引張強さは大きくなる。 (4) 地中送電ケーブルの銅導体には、伸びや可とう性に優れる軟銅より線が用いられ、架空送電線の銅導体には引張強さや耐食性の優れる硬銅より線が用いられている。 (5) 鋼心アルミより線は、中心に亜鉛めっき鋼より線を配置し、その周囲に硬アルミより線を配置した構造を有している。この構造は、必要な導体の電気抵抗に対して、アルミ導体を使用する方が銅導体を使用するよりも断面積が大きくなることから、必要な引張強さを鋼線で補強して得ることができる利点を活用している。

問15(a) ある火力発電所で、定格出力 350MW の発電機が下表に示すような運転を行ったとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、所内率は 2%とする。発電機の運転状態時刻　　　　　発電機出力 [MW] 0時〜7時　　　　130 7時〜12時　　　350 12時〜13時　　200 13時〜20時　　350 20時〜24時　　130 (a) 0時から24時の間の送電端電力量の値[MW·h]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 4 660　(2) 5 710　(3) 5 830　(4) 5 950　(5) 8 230

問15(b) 0時から24時の間に発熱量 54.70MJ/kg の LNG（液化天然ガス）を 770t 消費したとすると、この間の発電端熱効率の値[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 44　(2) 46　(3) 48　(4) 50　(5) 52

問16(a) 支持点の高さが同じで径間距離 150 m の架空送電線路がある。電線の質量による荷重が 20N/m、線膨張係数は 1℃につき 0.000018 である。電線の導体温度が −10℃のとき、たるみは 3.5 m であった。次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、張力による電線の伸縮はないものとし、その他の条件は無視するものとする。 (a) 電線の導体温度が 35℃のとき、電線の支持点間の実長の値[m]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 150.18　(2) 150.23　(3) 150.29　(4) 150.34　(5) 151.43

問16(b) (a)と同じ条件のとき、(a)時の電線の支持点間の最低点における水平張力の値[N]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 6 272　(2) 12 863　(3) 13 927　(4) 15 638　(5) 17 678

問17(a) 図のように、高圧配電線路と低圧単相2線式配電線路が平行に施設された設備において、1次側の高圧配電線路に接続された変圧器の2次側を低圧単相2線式配電線路の S 点に接続して、A 点及び B 点の負荷に電力を供給している。S 点における線路電圧は 107V、電線 1 線当たりの抵抗及びリアクタンスをそれぞれ 0.3Ω/km 及び 0.4Ω/km としたとき、次の(a)及び(b)の問に答えよ。ただし、計算においては各点における電圧の位相差が十分に小さいものとして適切な近似を用いること。 (a) B 点における S 点に対する電圧降下率の値[%]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。ただし、電圧降下率は B 点での電圧降下量と S 点での電圧の比とする。 (1) 1.57　(2) 3.18　(3) 3.30　(4) 7.75　(5) 11.27

問17(b) C 点に電流 20A、力率 0.8(遅れ)の負荷が新設されると、変圧器を移動して単相2線式配電線路への接続点を S 点から S' 点に変更することになる。B 点及び C 点における線路電圧が等しくなるようにしたい。このときの S 点及び S' 点の移動距離の値[km]として、最も近いものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。 (1) 0.213　(2) 0.296　(3) 0.325　(4) 0.334　(5) 0.528

FP技能検定3級学科試験 2025年5月（CBT）

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第三種電気主任技術者試験 令和3年度上期（2021年8月） 電力

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