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【2019年|電験2種二次試験速報】問題分析をします(電力・機械)【来年の作戦を立てよう】

お疲れ様です。

 

電験の研究を続ける桜庭裕介です。

 

昨日(2019年11月18日)に行われた電験2種二次試験の速報を致します。

 

試験問題の分析をしていきますので、来年受験される方の参考になればと思います。

 

2019年度の電験2種二次試験の分析速報

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・どういった問題が出題されたか

・過去問と比較してどうか

・全体として見えると、どういった試験だったか

 

こういった分析を行います。

 

自分なら「どうやって点に繋げるか」を考えて頂くと、お役に立つ記事になるでしょう。



来年のために、きっちりと分析しておくことをオススメします。

 

電力・管理ではどんな問題が出題されたか

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【出題された問題の一覧】

 

問1「火力発電所の送電系統または所内回路事故時の電源喪失時に、蒸気タービン又はタービン発電機に関するものを補機電動機(負荷)を2つ挙げ、停止させない理由を答える問題」

 


問2「発電機より直結リアクタンスXをもつ送電線を介して、負荷に有効電力P,無効電力Qを供給している場合に数式を求めていく問題」

 

問3「電力過渡安定性の問題。送電線が2回線を想定し、事故前後の電力相差角曲線(P-σ)曲線が与えられて、発電機の加速・減速エネルギーについて答えたり、無効電力補償装置を設置した場合にどうなるか?といった問題」

問4「配電系統の問題。柱上変圧器を負荷近傍に設置したら電力損失低減に繋がるが、他の低減策を述べよといった問題や平等負荷および不平等負荷分布が与えられて、電流、電力損失を求めていく問題」

 

各問題を分析していく

各問題について、解説分析をしていく。

 

「ここは気をつけておかないといけなかった」

「ここは盲点だったが、良しとしよう」

 

こういった経験を残しておくこと。

来年、必ず役立つからだ。


「来年どうするか?」といった話までしたいと思う。

 

問1「火力発電問題」

「火力発電所の送電系統または所内回路事故時の電源喪失時に、蒸気タービン又はタービン発電機に関するものを補機電動機(負荷)を2つ挙げ、停止させない理由を答える問題」

 

多くの方が懸念していた通り、火力発電所の電源喪失に関係する問題が出題された。

 

・北海道の大規模停電

・海外での変圧器故障による大停電

 

停電が最近は多かったこともあり、ここを学習していた方は多かったと思うので、問1を半数以上の受験者が点を取りにいっただろう。


北海道での大規模停電では負荷脱落による周波数低下といった事象も発生していたため、安全にプラント停止が行われたかどうか、非常に注目された。規制側に説明させられているシーンが何度も報道されていたのでご存じのことだと思う。

やはり、電験はトレンドは仕入れておく方がいいということだ。
しかし、問3でも送電事故による発電機への影響といった問題であったため、今年はトレンド問題が半分を占める異例の試験ではあった。

 

このあたりを狙い撃ちしていた方は強いだろう。
今年の7月に配信した記事で「停電」をテーマに「北海道の大停電」等を解説していた。トレンドは追っておくと、やはり点が取れる。

 

今年の冬、スリートジャンプ等の故障があった場合には来年の試験、きっちりと計算ができるレベルまで仕上げておいた方がいい。

 

❏攻略のPOINT❏
「トレンドは収集しておくと、点に繋がる」

去年の試験から話題になった事故は「停電」
①北海道の大規模停電
②海外での変圧器故障による大停電


※自然エネルギーが鍵となる年度もあるし、環境問題が鍵となる年度もあるので、アンテナを高くしておくべき。

 

問2「送電問題(P+jQ)」

要約すると
「発電機より直結リアクタンスXをもつ送電線を介して、負荷に有効電力P,無効電力Qを供給している場合に数式を求めていく問題」だ。

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この問題は過去にもう何度も出題されてきたので、解説は不要だろう。

 

負荷の有効電力Pと無効電力Qを与えられた記号で式を立てる問題だ。

 

そして(2)では値が与えられて、式を解くといった問題。

 

数学力が求められる。主に三角関数だ。

 

 

 

試験で点を取るためには

「論述問題」だけではなく「型にハマった計算問題」を解けるようにしておくといった戦法が効果的。

 

この2019年では特に効果的であっただろう。

 

決して褒められることではないが、対象座標法や複雑な地絡計算(簡単な地絡計算は取ること)、%インピーダンスは準備をきっちりしていないようであれば捨てるという選択はアリだった。いずれ難化が進み、この戦法が通じない日が来るのが怖いがしばらくは大丈夫だろう。

 

❏攻略のPOINT❏
「型にハメることができる計算問題は得点源にすべき」

2019年も未だにこういった問題が出るので、正直安心している。王道の問題は全てリストアップして、解けるようにしたい。1週間「王道問題だけを解く」といった期間を設けるのも面白い。実際やってみてから、力が身に付いたことを覚えている。分散している集中力を「これだけやればいいのか」という意識に持っていくことで吸収率は遥かに高まるはずだ。

 

 

問3「過渡安定性問題」

「電力過渡安定性の問題。送電線が2回線を想定し、事故前後の電力相差角曲線(P-σ)曲線が与えられて、発電機の加速・減速エネルギーについて答えたり、無効電力補償装置を設置した場合にどうなるか?といった問題」

 

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これは電験1種で出題されていた問題だ。

「電験2種は1種の問題も解いた方がいい」というのが本格化してきたと感じる。

 

 

一方で、出題側の言い分とすれば「大停電が起こったのだから、エンジニアとして関心を持って、この問題は解いておくべきだ」かもしれない。

 

全く持って、仰る通りだが、初見で解けるか?と自分は思う。

 

 

ただ電験1種の解説集等で一度経験していれば、電力相差角曲線の意味を理解し、どのように点が動くかイメージできるだろう。
加速エネルギーと減速エネルギーを面積できちんと表現できれば、中間点も狙うことができる問題であった。

 

❏攻略のPOINT❏
「電験1種の問題を解く」

今年の春ごろにもお伝えしたことなのだが「一つ上のレベルの問題を解こう」という攻略方法だ。何故なら、電験2種は電験1種の問題が出題されているからだ。今年から勉強をスタートさせるなら、間違いなく、電験1種の問題を解くべき。

(※電験1種であれば2種の問題を解くといい)

 

問4「配電系統の計算問題」

「配電系統の問題。柱上変圧器を負荷近傍に設置したら電力損失低減に繋がるが、他の低減策を述べよといった問題や平等負荷および不平等負荷分布が与えられて、電流、電力損失を求めていく問題」

 

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試験1週間前に配信した記事で、負荷曲線(平等、不平等)は注意しておくべきだと伝えてあったが功を奏した。


電験2種で「型にハメることができる問題」がいくつかあるが、そのうちの一つだ。

 


仕組みさえ、わかってしまえば過去問通り。

式に当てはめて、電流と電力損失を求めていけばいい。

 

❏攻略のPOINT❏
問2と同様。過去に出題されている問題は落とさないようにしよう。そうすることで、トレンド問題を解きに行くリスクを負わなくて済む。

 

電力科目の総評

昨年の事故「大停電」をテーマに展開された試験問題だった。

一方でトレンドを入れ過ぎたこともあり、定番の問題がストレートに出題された。これは点が取れた方が多いと思う。

 

問2、問4の計算問題を両方選択したという人もいるはず。こういう番狂わせの年度は結果が怖い。。。

 

 

この経験からも、やはり過去問は10年程度押さえておくのが得策だということがわかる。

 

機械・制御ではどんな問題が出題されたか

・王道の計算問題はいまだ出るのか

・超重要「制御」の出題形式はどうか

 

この2点を中心に、どこで点を取るべきかを考えながら分析して欲しい。

 

問1「三相かご形誘導電動機」

「定番の誘導電動機の計算問題」が出題された。

「同期速度」

「全負荷時の滑り」

「全負荷時の滑り周波数」

「全負荷時のトルク」

「全負荷時の効率」

 

 

電験3種と変わらない問題だ。

一点違いがあるとすれば、二次巻線が1次巻線との比で与えられている点。ここは過去問で練習しておけば、問題なかっただろう。

 

逆にここで落とすと、一気に苦しくなるから注意だ!

ほぼ毎年、こういった「簡単だけど、落とすと不合格」といった問題が出題されるから注意だ。単純なミスが命取り。

 

❏攻略のPOINT❏
機械制御は特に「基本計算問題」で失点してはいけない。即不合格になる可能性があるためだ。(別記事で解説する)

  

問2「変圧器の並行運転」

各変圧器の負荷分担を求める問題。

さらに、総損失を求めたり、最大有効電力、最大効率を求めるといった問題。

 

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今回の試験問題を見ると、この問題を選ぶのではなく、問1の誘導電動機と問4の制御を解いた方がいい。

 

この問2は時間がかかるし、ミスも起こりやすいからだ。

 

※別記事で解説予定なので、興味があれば見て頂ければと思う。

 

問3「パワーエレクトロニクス」

戦略上、解かないと決めている。
この戦略で通用することから、割愛する。

 

❏攻略のPOINT❏
パワエレは特殊な学習が必要。付け焼刃の学習は無意味。問題の種類も豊富で、試験本番での発想に期待は絶対にできない。電験1種も同じだ。

 

問4「フィードバック制御」

「R(s)とY(s)といった目標値r(t)と制御量y(t)をラプラス変換した記号が与えられた典型的な問題」

 

(1)は閉ループ伝達関数W(s)を求める問題

(2)は閉ループの特性根の2つをー1とー2とするためにK1とK2の値を決めるといった問題

(3)は(2)で求めたK1とK2を用いて、単位インパルス応答y(t)を求めるといった問題

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例年通りで安心したという感想を持つ受験者が多かったはずだ。

 

 

❏攻略のPOINT❏
機械制御の怖さは「制御」にある。

もし、ミスをして50%しか点が取れない場合、一気に厳しくなるためだ。2問しか回答できないという怖さを自分はモロ経験したことがある。

 

まとめ

以上が「【2019年|電験2種二次試験速報】問題分析をします(電力・機械)【来年の作戦を立てよう】」の内容となります。


今回の試験では

・トレンド
・定番の問題

といった出題だったので、難易度が極端だと感じた人も多いかと思います。

 

機械科目の平均点は高くなりそうなので
「平均点が取れているかどうか」が最大の分かれ道になるでしょう。

 

安定した点を取れる実力がどれだけあるかを測定する試験として、良い試験だったと感じます。

 

 

まとめると・・・
過去問は10年分やっておくという戦略が非常に重要だと再認識させられるような試験でした。

 

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