問題
次の文章は，揚水発電所の始動方法に関する記述である。文中の\fbox{ }に当てはまる最も適切なものを解答群の中から選べ。
近年の揚水発電所では，一般的にポンプ水車が採用されている。ポンプ水車の発電方向の始動は普通の水車と同様の取り扱いとなるが，揚水方向の始動はポンプ運転時のランナの反抗トルクを減らす目的で\fbox{（1）}が行われた状態で行う。
発電電動機の始動方法としては，サイリスタ始動が広く用いられている。サイリスタ始動とは，停止中の発電電動機の回転子にあらかじめ\fbox{（2）}を与えておき，発電電動機の回転子\fbox{（3）}からの信号によりサイリスタ始動装置を制御し，回転子の磁極位置に対応した零(0)から発電電動機の\fbox{（4）}まで変化する交流を\fbox{（5）}に供給して始動する方法である。
〔問1の解答群〕
（ｲ）加速度検出器 （ﾛ）回転 （ﾊ）回生制動
（ﾆ）定格電流 （ﾎ）電機子 （ﾍ）定格周波数
（ﾄ）速度検出器 （ﾁ）限流リアクトル投入 （ﾘ）定格出力
（ﾇ）位置検出器 （ﾙ）励磁 （ｦ）始動用電動機
（ﾜ）負荷 （ｶ）水面押し下げ （ﾖ）制動巻線
解説
揚水発電所では一般の水力発電所と同様に同期機が使われており，発電運転時は同期発電機として動作し，揚水運転時は電力系統から電力を受電して同期電動機として動作します。一つの同期機で発電機，電動機としての動作が可能であることから，この同期機は発電電動機と呼ばれています。
この問題は発電電動機を電動機として動作させる場合の始動方法に関しての問題です。
（1）
揚水発電所で使用されるポンプ水車とは，発電運転時は水車として，揚水運転時はポンプとして使用可能な水力機械です。
揚水発電所で揚水運転を行う場合，それまで停止していたポンプ水車を回転させる必要がありますが，ポンプ水車は水中にあるため，このままの状態で回転させようとすると，水の抵抗が大きく，ポンプ水車を始動するために大きな始動トルクが必要になります。
この始動トルクを軽減するため，ポンプ水車のある場所の水を外部に排出して，ポンプ水車が空気中で回転できるようにする工夫をしています。
このための方法として「水面押し下げ」と呼ばれる方法があり，ポンプ水車の周辺に圧縮空気を送り込み，ポンプ水車がある場所の内部の水面をポンプ水車が空気中に出るまで押し下げます。
水面押し下げは，上池からの水圧を遮断するために，上池側にある入口弁と案内羽根（ガイドベーン）は閉鎖した状態で行います。
したがって，正解は「（ｶ）水面押し下げ」です。
（2）
発電電動機を電動機として動作させる場合，その始動時において電動機を同期速度まで回転させる必要がありますが，その方法の一つとして「サイリスタ始動」と呼ばれる方法があります。
発電電動機の回転子は磁束を発生させるための励磁回路ですが，この励磁回路に電流を流すと電磁石として機能し，電動機として運転中は，固定子に流れる3相交流電流により発生する回転磁界にこの電磁石が同期して回転します。ただし，始動時に発電電動機を系統に接続して，いきなり同期速度の回転磁界を発生させても，回転子はすぐにそれに同期して回転することが出来ないため，効率よく始動することができません。
サイリスタ始動では，サイリスタを用いて固定子回路に可変周波数の交流を発生させ，回転速度が0から同期速度までの回転磁界を発生できるようにしています。回転子は始めにこのゆっくりした回転磁界に同期し，回転磁界の回転速度の上昇に同期しながら，最終的には同期速度まで回転数を上げることができます。
以上がサイリスタ始動の概要ですが，「停止中の発電電動機の回転子にあらかじめ何を与えておくか」という問題に戻ります。
概要での説明のとおり，回転子の励磁回路にはあらかじめ電流を流しておき，電磁石として機能させていますが，この励磁回路に電流を流すことを「励磁を与える」という言い方をします。したがって「（ﾙ）励磁」が正解になります。
（3）
（2）での説明のとおり，サイリスタ始動による発電電動機の始動方法では，固定子回路に可変周波数の交流を流して回転磁界を発生させ，励磁により電磁石となっている回転子はその回転磁界に同期しながら徐々に回転速度を上昇させていきます。
サイリスタ始動装置は，発生させる回転磁界の磁極の位置を調整するため，回転子の磁極がある位置を把握しながら制御を行なっています。
したがって正解は「（ﾇ）位置検出器」となります。
（4）
発電電動機の始動の目的は，発電電動機を同期速度まで上昇させることです。したがって，サイリスタ始動装置は，周波数が0から発電電動機の定格周波数まで変化する交流により回転磁界を発生させて，発電電動機の回転速度を上昇させます。
正解は「（ﾍ）定格周波数」です。
（5）
これまでの説明のとおり，サイリスタ始動装置は，発電電動機の内部に可変速度の回転磁界を発生させるために，発電電動機の固定子に可変周波数の交流を流します。固定子は電機子とも呼ばれるため，正解は「（ﾎ）電機子」です。
解答
（1）カ （2）ル （3）ヌ （4）ヘ （5）ホ
