電気・電子系 教科書シリーズ 21 電力工学（改訂版）

内容説明

本書は発電，変電，送電，配電と広範囲に基礎的な内容を扱っている。また，初学者向けに図表や演習問題を多用し，平易に解説した。発行から13年が経ち，福島第一原発事故，再生可能エネルギー，スマートグリッドほかの電力の新しい環境に沿うよう改訂した。

1.　電力工学
1.1　電気エネルギーをつくる（発電）
1.2　電気エネルギーを送る（送配電）
演習問題

2.　火力発電
2.1　火力発電のしくみ
2.2　火力発電の熱サイクル
2.3　熱力学の基礎
　2.3.1　温度と圧力
　2.3.2　熱量と比熱
　2.3.3　気体の内部エネルギー
　2.3.4　熱力学の法則
　2.3.5　エンタルピーとエントロピー
2.4　水蒸気の一般特性
　2.4.1　理想気体と実在の気体
　2.4.2　水蒸気の特性
　2.4.3　等温変化と断熱変化
2.5　熱の機械エネルギーへの変換
　2.5.1　熱サイクルと効率
　2.5.2　カルノーサイクル
　2.5.3　ランキンサイクル
　2.5.4　再生サイクルと再熱サイクル
　2.5.5　コンバインドサイクル発電
2.6　ボイラと蒸気タービン
　2.6.1　ボイラ
　2.6.2　蒸気タービン
2.7　環境対策設備
　2.7.1　火力発電と環境保全
　2.7.2　集じん装置
　2.7.3　排煙装置
演習問題

3.　原子力発電
3.1　原子エネルギー
　3.1.1　質量とエネルギー
　3.1.2　原子エネルギー
3.2　原子力発電の原理
3.3　原子炉の構成要素
　3.3.1　核燃料
　3.3.2　減速材，反射材
　3.3.3　冷却材，制御材
3.4　原子力発電の種類
　3.4.1　加圧水（形原子）炉
　3.4.2　沸騰水（形原子）炉
　3.4.3　ガス冷却（形原子）炉
　3.4.4　高速増殖炉
3.5　原子力発電所の安全設計
　3.5.1　安全設計の考え方
　3.5.2　原子炉の安全設計
　3.5.3　原子炉の自己制御性
3.6　原子力発電所の事故と安全対策
　3.6.1　過去の原子力発電所の事故
　3.6.2　東日本大震災の影響を受けた原子力施設
　3.6.3　福島第一原子力発電所の事故概要
　3.6.4　事故を踏まえた安全対策
演習問題

4.　水力発電
4.1　水力発電の概要
　4.1.1　水力発電の原理
　4.1.2　落差の取り方による発電方式
　4.1.3　流量の使い方による発電方式
4.2　水力発電の設備
　4.2.1　水力設備の概要
　4.2.2　ダムの種類
　4.2.3　水撃作用とサージタンク
4.3　流量と落差
　4.3.1　降水量と流量
　4.3.2　流量の表し方
　4.3.3　水力学の基礎
4.4　水車と調速機
　4.4.1　水車の種類
　4.4.2　水車の特性
　4.4.3　調速機
　4.4.4　調速機の特性
演習問題

5.　再生可能エネルギー
5.1　固定価格買取制度と再生可能エネルギー普及状況
5.2　太陽光発電
5.3　風力発電
5.4　地熱発電
5.5　バイオマスエネルギーと廃棄物発電
5.6　燃料電池，核融合炉とその他の再生可能エネルギー
5.7　系統連携技術要件ガイドラインとその変遷
演習問題

6.　送電方式
6.1　電気事業と送電電圧の歴史
6.2　電力系統の構成と次世代電力網
6.3　直流送電方式と電力系統の周波数
6.4　電気方式
　6.4.1　送配電方式
　6.4.2　電気の種別
　6.4.3　公称電圧と最高電圧
6.5　高調波抑制対策ガイドライン
演習問題

7.　架空送電線路
7.1　架空送電線路の構成
7.2　電線，地線の種類
　7.2.1　鋼心アルミより線
　7.2.2　亜鉛めっき鋼より線
　7.2.3　光ファイバ複合架空地線
　7.2.4　多導体送電線
7.3　がいし
　7.3.1　がいしの種類
　7.3.2　懸垂がいし
　7.3.3　長幹がいし
　7.3.4　ラインポストがいしとピンがいし
7.4　支持物（送電鉄塔）
7.5　電線のたるみ
演習問題

8.　架空送電線路と雷などの気象対策
8.1　架空送電線路と雷
　8.1.1　直撃雷
　8.1.2　逆フラッシオーバ
　8.1.3　誘導雷
　8.1.4　送電線路の雷事故防護対策
8.2　架空送電線路と風
8.3　架空送電線路と雪
8.4　がいしと塩害，じん害
演習問題

9.　地中送電線路
9.1　電力ケーブルの種類
　9.1.1　OFケーブル
　9.1.2　CVケーブル
9.2　電力ケーブルの布設方式
9.3　電力ケーブルの電気的特性
演習問題

10.　架空送電線路の線路定数
10.1　抵抗
10.2　インダクタンス
　10.2.1　インダクタンスの定義
　10.2.2　導体の自己インダクタンス
　10.2.3　往復2導体のインダクタンス
　10.2.4　三相1回線当りの線路のインダクタンス
　10.2.5　大地帰路のインダクタンス
　10.2.6　3導体の大地帰路のインダクタンス
10.3　静電容量
　10.3.1　2導体間の静電容量
　10.3.2　対地静電容量
　10.3.3　2導体の作用静電容量
　10.3.4　3導体の作用静電容量
10.4　漏れコンダクタンス
演習問題

11.　送電線路の等価回路，電力円線図と安定度
11.1　短距離送電線
11.2　中距離送電線
11.3　長距離送電線
11.4　電力円線図
　11.4.1　四端子回路
　11.4.2　受電端電力と電力円線図
　11.4.3　調相
11.5　安定度
　11.5.1　定態安定度
　11.5.2　過渡安定度
　11.5.3　電圧安定度
演習問題

12.　異常電圧，避雷器と誘導障害
12.1　内部異常電圧（内雷）
　12.1.1　スイッチ投入による無負荷線路充電（投入サージ）
　12.1.2　スイッチ開放による充電電流遮断（開放サージ）
12.2　避雷器
12.3　絶縁協調
12.4　誘導障害
　12.4.1　電磁誘導
　12.4.2　静電誘導
演習問題

13.　故障計算と中性点接地方式
13.1　故障計算
　13.1.1　％インピーダンス法による短絡電流計算法
　13.1.2　対称座標法
　13.1.3　発電機の基本方程式
　13.1.4　故障計算
13.2　中性点接地方式
　13.2.1　直接接地方式
　13.2.2　抵抗接地方式
　13.2.3　消弧リアクトル接地方式
演習問題

14.　電力系統の電圧，無効電力，周波数制御
14.1　電圧制御
　14.1.1　変電所
　14.1.2　発電所
14.2　無効電力制御
14.3　周波数制御
演習問題

15.　変電所と保護継電器
15.1　変電所の概要
　15.1.1　変電所の基本構成
　15.1.2　変電所の変電機器
15.2　保護継電器
　15.2.1　保護継電器の分類
　15.2.2　保護継電器の変遷
演習問題

16.　配電方式
16.1　高圧・低圧・特別高圧の配電方式
　16.1.1　高圧配電線
　16.1.2　低圧配電線
　16.1.3　特別高圧配電線
16.2　配電線路の電気的特性
　16.2.1　末端集中負荷に対する電圧降下
　16.2.2　平等分布負荷に対する電圧降下
16.3　需要率，不等率，負荷率
演習問題

付録
参考文献
演習問題解答
索引

紀伊國屋書店