電力の基礎ノートまとめ
電力は 発電 → 変電 → 送電 → 配電 の4段階で構成される。
【各段階の内容】
• 発電：電気をつくる（水力・火力・原子力など）
• 変電：電圧を変換し、電力を調整する
• 送電：発電所から変電所へ電気を長距離輸送
• 配電：変電所から家庭・工場へ電気を届ける
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1. 発電
【主な発電方式（試験頻出）】
• 水力発電
• 火力発電
• 原子力発電
• その他（ガスタービン、コンバインドサイクル、地熱、太陽光など）
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● 水力発電
水が高い所から低い所へ落ちる位置エネルギーで水車を回す。
【ベルヌーイの定理】
圧力 + 位置エネルギー + 運動エネルギー = 一定
水力発電の出力計算で使用。
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● 火力発電（＝気力発電）
燃料を燃やして水を蒸気にし、タービンを回す方式。
【ランキンサイクル】
1. ボイラで蒸気を作る
2. タービンで回転
3. 復水器で水に戻す
4. 給水ポンプで再びボイラへ
【PV線図】
圧力と体積の変化を表す。
面積が大きいほど取り出せる仕事が大きい。
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● 原子力発電
核分裂の熱で水を蒸気にし、タービンを回す。
【核分裂の流れ】
• 中性子が原子核に衝突
• 原子核が分裂し、大量のエネルギーと中性子を放出
• 連鎖反応が起こる
【燃料】
• ウラン（自然界に存在）
• プルトニウム（人工的に生成）
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2. 変電
【変電所の役割】
• 電圧変換（変圧器）
• 電流の開閉（開閉装置）
• 事故時の遮断（遮断機）
• 無効電力の調整（調相設備）
• 負荷に応じた電圧調整（タップ切替）
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● 変圧器
電圧を上げたり下げたりする機器。
【パーセントインピーダンス】
変圧器内部のインピーダンスを％で表したもの。
短絡電流計算で頻出。
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● 調相設備
• 重負荷 → 遅れ力率 → 電圧低下 → コンデンサ投入
• 軽負荷 → 進み力率 → 電圧上昇 → リアクトル投入
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3. 送電
【送電線の種類】
• 架空送電線（鉄塔・電柱に張る）
• 地中送電線（地中に埋設）
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【送電線の障害】
• フラッシュオーバー（電線 → 鉄塔へ放電）
• 逆フラッシュオーバー（鉄塔 → 電線へ放電）
• コロナ放電（高電圧で空気が絶縁破壊）
• 振動・たるみ（温度で伸縮し、計算問題が出る）
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4. 配電
【配電の流れ】
1. 配電用変電所
2. 高圧配電線
3. 柱上変圧器
4. 低圧配電線
5. 引込線 → 家庭へ
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【配電方式】
• 三相3線式
• 三相4線式
• 単相2線式
• 単相3線式
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【配電線の構成方式】
• 樹枝状方式
• ループ方式
• 幹線方式
• スポットネットワーク方式
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試験の出題傾向まとめ
• 水力発電：1問
• 火力発電：2問
• 原子力発電：1問
• その他発電：1問
• 変電：2問
• 送電：3問
• 配電：1問
• 電気材料：1問