電験三種 電力 問82：発電（火力発電）

電験三種「電力」の「発電（火力発電）」に関する問題（令和5年度上期 問3）。正答は(5)です。

これは正誤判断問題です。各選択肢を公式・定義・法則に照らして正誤を判定。「誤っているもの」を選ぶ問題では、正しい選択肢を消去法で除外する。

【基本公式・定義】熱効率η=3600P[kW]/(Hf[kJ/kg]×G[kg/h])×100[%]。コンバインドサイクル効率55〜60%（汽力単独38〜42%）

【正答(5)の根拠】大型所内補機が多いので，所内率が大きい。——汽力発電はランキンサイクル：給水→節炭器→蒸気ドラム→過熱器→高圧タービン→再熱器→低圧タービン→復水器の順。コンバインドサイクル（CCGT）はガスタービン排熱を蒸気サイクルで回収→熱効率大幅向上。節炭器は排ガスで給水を予熱する省エネ装置。

電験三種は各科目60点以上で合格（科目合格制・3年以内に4科目合格で免状交付）。「発電（火力発電）」は電力科目の頻出論点で確実に押さえましょう。

【発電（火力発電）の解法と要点】（令和5年度上期 問3）

【基本公式・定義】

熱効率η=3600P[kW]/(Hf[kJ/kg]×G[kg/h])×100[%]。コンバインドサイクル効率55〜60%（汽力単独38〜42%）

【問題本文の概要】

ガスタービン発電と汽力発電を組み合わせたコンバインドサイクル発電方式 を，同一出力の汽力発電方式と比較した記述として，誤っているものを次の(1)〜(5)のうちから一つ選べ。…

【解法ステップ】

① 各選択肢を定義・公式・法則に照らして評価

② 明らかに正しい選択肢から消去

③ 紛らわしい選択肢は具体的な数値や原理で検証

④ 「誤っているもの」の設問では残った一つが正答

【核心知識】

汽力発電所の保護装置：ボイラ安全弁（過圧保護）・蒸気タービン非常停止弁・発電機の過電流・界磁喪失保護。復水器の真空度維持が熱効率の鍵（真空度低下→タービン出口圧力上昇→有効熱落差減少）。熱効率計算：エンタルピー差（タービン入口-復水器入口）÷蒸気消費量÷燃料発熱量。ガスタービンは外気温上昇で空気密度低下→出力低下（夏季対策が重要）。

【正答(5)根拠】

「大型所内補機が多いので，所内率が大きい。」——上記の原理・公式を適用すると正答は(5)と確定できる。他の選択肢はいずれも定義の正確な記述であり、誤りを含まない（または計算値が一致しない）。

【出題傾向】

「発電（火力発電）」は電験三種A問題の頻出論点。公式の暗記だけでなく物理的意味の理解が合否を分ける。

【発電（火力発電）の深層解析と電験三種合格戦略】（令和5年度上期 問3）

【核心論点と正答根拠】

本問は電験三種「電力」科目の「発電（火力発電）」を問う。正答(5)「大型所内補機が多いので，所内率が大きい。」。

電験三種：第三種電気主任技術者試験（国家試験・経済産業大臣指定）。4科目各60点以上→免状交付→50kV未満・最大5000kW未満の事業用電気工作物の保安監督権限を有する。

【発電（火力発電）の基本理論（電験三種レベル）】

【公式】熱効率η=3600P[kW]/(Hf[kJ/kg]×G[kg/h])×100[%]。コンバインドサイクル効率55〜60%（汽力単独38〜42%）

【基礎知識】汽力発電はランキンサイクル：給水→節炭器→蒸気ドラム→過熱器→高圧タービン→再熱器→低圧タービン→復水器の順。コンバインドサイクル（CCGT）はガスタービン排熱を蒸気サイクルで回収→熱効率大幅向上。節炭器は排ガスで給水を予熱する省エネ装置。

【応用・計算テクニック】汽力発電所の保護装置：ボイラ安全弁（過圧保護）・蒸気タービン非常停止弁・発電機の過電流・界磁喪失保護。復水器の真空度維持が熱効率の鍵（真空度低下→タービン出口圧力上昇→有効熱落差減少）。熱効率計算：エンタルピー差（タービン入口-復水器入口）÷蒸気消費量÷燃料発熱量。ガスタービンは外気温上昇で空気密度低下→出力低下（夏季対策が重要）。

【正答選択肢の詳細検討】

正答(5)「大型所内補機が多いので，所内率が大きい。」について：

この選択肢が誤りである理由を論点ベースで説明すると——IGCC（石炭ガス化複合発電）：石炭を部分酸化してガス化→ガスタービン+蒸気タービン。効率46〜50%かつCO₂回収が容易（CCS対応）。アンモニア専焼・水素混焼：2030年以降の脱炭素火力として日本が先行開発中（JERA碧南火力等）。BE

他の選択肢との区別：問題文の数値・定義・物理的メカニズムを正確に把握することで正答を確定できる。

【電験三種A問題対策】

A問題（14問×5点=70点）で高得点を取ることが合格の鍵。「発電（火力発電）」は複数年度にわたり出題される重要論点。本問の令和5年度上期以外にも過去問を横断学習することで出題パターンを掴む。

【最新技術動向と上位資格への接続】

IGCC（石炭ガス化複合発電）：石炭を部分酸化してガス化→ガスタービン+蒸気タービン。効率46〜50%かつCO₂回収が容易（CCS対応）。アンモニア専焼・水素混焼：2030年以降の脱炭素火力として日本が先行開発中（JERA碧南火力等）。BECCS（バイオマスCCS）：カーボンネガティブ技術として注目。電験二種ではボイラ熱勘定・T-s線図での効率計算・廃熱回収計算が頻出。

【電験二種・電験一種・実務への展開】

電験三種→電験二種（二次試験あり・170kV未満設備の保安監督）→電験一種（電圧制限なし）の体系。電験二種の「電力」二次試験では「発電（火力発電）」の論点がさらに深く問われ、証明・設計・保護協調計算まで要求される。実務では電気主任技術者として本問の知識を活かした定期点検・保安規程策定・事故原因分析・設備更新計画が求められる。