電力

比速度

比速度とは、単位落差(1[m])で単位出力(1[W])を発生させるために必要な水車の回転数をいう。

H21

21 有効落差256[m]、最大使用水量11.5[m3/s]、周波数60[Hz]の水力発電所がある。水車としての効率86[%]6ノズルペルトン水車を採用したとき、比速度は22.6[mkm]となった。このときの回転速度[rpm]はいくらか。

解答例 

S622

22 取水口水位が標高700[m]、放水口水位が標高400[m]の水力発電所があり、水車の水量は最大50[m3/s]である。この水車の比速度[mkm]はいくらか。ただし、損失落差は総落差の3[%]、水車効率は88[%]、発電機の極数は20、周波数は50[Hz]とする。

解答例

S633

22 周波数60[Hz]の水力開発地点でフランシス水車1台で設計すると、適切な回転速度が514.3[rpm]となった。同一地点でフランシス水車2(ただし、同一規格とする。)にした場合の適切な回転速度[rpm]はいくらか。ただし、1台案、2台案とも、有効落差、発電所の最大使用水量及び水車効率は、同一値とする。なお、水車の出力をP[kW]、有効落差をH[m]、回転速度をN[rpm]、比速度をns[mkm]とすると、

 

である。

解答例

比速度解答例

H21A

21 この水車の出力P[kW]

(有効落差さに流量の積であるので、[W]が計算される。)

この出力は6つのノズル分であるので、1台のノズル分の出力は

24812/6=4135[kW]となる。

より、

 

 

RETURN

S622A

22 有効落差H=(700-400)×0.97=291[m]

よって、水車の最大出力P[kW]

P=9.8×50×291×0.88=125479[kW]

同期速度N[rpm]

N=120×50/20=300[rpm]

よって、比速度Ns

 RETURN

S633A

22 題意より、発電機が1台の場合

 

 より

2台の場合、出力P1/2となるから、回転数N[rpm]

よって

この値に最も近くてこれより低い同期速度になるのは、極数p10の場合である。

RETURN

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