電験二種　昭和55年　発変電　問３

～コンバインドサイクル、油中ガス分析、Y – Y結線変圧器～

問題

次の$\boxed{{\displaystyle }}$の中に適当な答を記入せよ。

（１）オープン・サイクルガスタービンの$\boxed{{\displaystyle }}$を回収し、蒸気タービンによる発電を組み合わせる方式を$\boxed{{\displaystyle }}$サイクルという。この方式は、普通の汽力発電に比べ、$\boxed{{\displaystyle }}$が高く、$\boxed{{\displaystyle }}$が短く、$\boxed{{\displaystyle }}$における排熱が少ないのが特徴である。

（２）変圧器の新しい保守手法として、油中ガス分析がある。これは、変圧器の$\boxed{{\displaystyle }}$中に溶解しているガスを$\boxed{{\displaystyle }}$により$\boxed{{\displaystyle }}$分析を行い、溶存している$\boxed{{\displaystyle }}$の量やその成分により、変圧器の$\boxed{{\displaystyle }}$の有無を診断するものである。

（３）Y – Y 変圧器には、一般に、$\boxed{{\displaystyle }}$結線された三次巻線が設けられているが、この巻線の使用される目的は、次の三つに大別できる。

（イ）励磁電流に含まれる$\boxed{{\displaystyle }}$調波成分を還流させることにより、各相巻線に有機される電圧を$\boxed{{\displaystyle }}$に保ち、他のY結線の中性点に対地電圧が生じないよう安定させる。

（ロ）１線地絡事故時の零相電流を還流させ、変圧器の$\boxed{{\displaystyle }}$インピーダンスを減少させる。

（ハ）$\boxed{{\displaystyle }}$設備や所内負荷などの回路に必要な低電圧を供給する。

解説

（１）オープン・サイクルガスタービンの排気熱を回収し、蒸気タービンによる発電を組み合わせる方式をコンバインドサイクルという。この方式は、普通の汽力発電に比べ、熱効率が高く、始動時間が短く、復水器における排熱が少ないのが特徴である。

以下に排熱回収方式のコンバインドサイクルの系統図を示す。

ガスタービンでの排熱を汽力発電に有効に利用されることから、熱効率が高い。また、同一容量の汽力発電方式と比較すると蒸気タービンでの出力が小さくなることから、復水損失が小さくなる。

（２）変圧器の新しい保守手法として、油中ガス分析がある。これは、変圧器の絶縁油中に溶解しているガスをガスクロマトグラフにより成分分析を行い、溶存している可燃性ガスの量やその成分により、変圧器の異常の有無を診断するものである。

（３）Y – Y 変圧器には、一般に、$\mathrm{\Delta }$結線された三次巻線が設けられているが、この巻線の使用される目的は、次の三つに大別できる。

（イ）励磁電流に含まれる第三高調波成分を還流させることにより、各相巻線に有機される電圧を正弦波に保ち、他のY結線の中性点に対地電圧が生じないよう安定させる。

（ロ）１線地絡事故時の零相電流を還流させ、変圧器の零相インピーダンスを減少させる。

（ハ）調相設備や所内負荷などの回路に必要な低電圧を供給する。

Y – Y – $\mathrm{\Delta }$結線を以下に示す。

（イ）第三高調波成分は三次巻線である$\mathrm{\Delta }$巻線でループすることから、一次巻線$\to$二次巻線には流出しない。

（ロ）一線地絡事故時、Y – Y – $\mathrm{\Delta }$結線での零相インピーダンスは二次・三次間の巻線インピーダンスとなるが、三次巻線がない場合はほぼ励磁インピーダンスとなり、高インピーダンスであることから異常電圧が発生しやすくなる。

（ハ）三次巻線に調相設備を接続することによって、無効電力制御が容易となる。

出典

昭和55年度第二種電気主任技術者筆記試験発変電問３