【電験3種】水力発電所のサージタンクとは?役割と仕組み

電験3種における水力発電所のサージタンクとは?役割と仕組みについてまとめました。

サージタンクで水撃作用による破損防止

圧力導水管と水圧管との間に設置し、発電所が急停止した場合に発生する水圧を逃がして、管の破損を防ぎます。
水圧管内で水流の速さが急激に変化すると、水圧管内の圧力が急激に変化します。特に水圧が急激に上昇すると水圧管が破損しやすくなります(水撃作用、ウォーターハンマーという)。
これを防ぐために、水路の間に水撃作用を設けます。
サージタンク内部の水位を昇降させることで水圧管内の圧力変化を軽減します。

試験対策のポイント

ポイント 概要
水撃作用とは 電機の負荷を急激に遮断又は急激に増やした場合は,それに応動して水車の使用水量が急激に変化し,流速が減少又は増加するため、水圧管内の圧力の急上昇又は急降下が起こること。
水撃作用の大小 水圧管の長さが長いほど,水車案内羽根あるいは入口弁の閉鎖時間が短いほど,いずれも大きくなる。
サージタンクの役割 水槽内部の水位の昇降によって,水撃作用を軽減させます。
サージタンクは密閉構造ではない 水撃作用の発生による影響を緩和する目的で設置される水圧調整用水槽をサージタンクという。サージタンクにはその構造・動作によって,差動式,小孔式,水室式などがあり,いずれも水面は大気圧に維持されて,衝撃圧を吸収するため「密閉構造ではない」。
差動式サージタンク 負荷遮断時の圧力増加エネルギーをライザ(上昇管)内の水面上昇によってすばやく吸収し,そのあとで小穴を通してタンク内の水位をゆっくり通常のタンク内水位に戻す。
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