2台の発電機の負荷のかかり具合について

質問

発電機の並列運転について質問があります。
よろしくお願いします。

発電機2台の並列運転を行っているとします。
負荷が新規に追加された場合、
その負荷は2台均等にかかるのでしょうか？
ただし、発電機は2台とも同じもので高負荷限度の50％運転していたものとします。

また、発電機が2台、別の種類のものだとしたら、どうなるのでしょうか？同じく高負荷限度の50％運転していたものとします。

よろしければ、参考となる文献等もご紹介ください。

よろしくお願いします。

回答No.1

denkiman · ベストアンサー

発電機の並列運転時の負荷配分は原動機のガバナ（調速機）特性により変化します。
通常、発電機の並列運転するときはそれぞれの原動機のガバナに垂下特性を持たせる必要があります。
一般的に垂下特性は３～５％です。

その垂下特性が全く同じ原動機であれば、均等に負荷分担してくれます。

簡単にいうと、原動機の垂下特性が同じであれば均等に負荷分担すると言うことです。発電機の特性は関係ありません。

高負荷限度とはどういう意味ですか？

お礼

早速の解答ありがとうございました。

発電機の特性ではなく、原動機のガバナ特性に依存するのですね。原動機の調速機が持つ、フィードバックの機能に負荷変化によって目標値を修正する機能がありますが、そのことですよね？負荷横軸、周波数縦軸で、第一象限で斜め下になる特性を現すグラフ（後で参照するのでグラフ１）を想像しているのですが、間違っていませんでしょうか？勉強不足ですいません！

原動機の種類が異なっていても、その垂下特性が一緒ならば、負荷を均等に配分することができる。したがって、発生する電圧の周波数も変化しないということになりますね。

その垂下特性が異なる場合はどうなるのでしょうか？２つの原動機・発電機に、もし仮に、負荷が均等に配分されると、垂下特性の違いで、グラフ１の傾きが異なるので、単体で見た原動機の周波数が異なってきます。しかし、並列運転しているため、二つの原動機・発電機が発生する電圧の周波数は一緒になるため、最初の均等に負荷が配分されるという仮定は、間違いになる。ではどうなるのか・・・。と浅い知識で考えています。

電力系統の負荷配分に関して、素人同然の知識ですので、勝手な解釈をお許しください。

高負荷限度というのは、その発電機・原動機にかけることのできる、限界の負荷のつもりで書きました。ぎりぎりのところで、負荷配分をさせると、ブレーカーが落ちると思いまして・・・。

回答No.2

Flying_Pig

補足をしておきます。
発電機の出力制御は通常２つの制御を重ねて使います。
基本となるのはドループ制御（一種のフィードフォワード）、それに電力のフィードバック制御を重ねます。電力フィードバックの制御は電力目標になるようにドループ制御の無負荷時の回転数を変えているだけです。
ドループ制御を何故使うかと言うと、電力（燃料投入量）と回転数の関係を持たせるためです。
ドループ３％で無負荷時５１．５Hzとすると全負荷を背負ったときに５０Ｈｚ、１／３の負荷を背負ったときは５１Hzとなります。又、逆に５０Hzの無限大母線に同期投入後、ドループ制御の無負荷時の回転数を５１．５Hzにできれば、全負荷出力すると言うことがいえます。
この性質と回転数が落ちたときに燃料を多く吹くと言う特性により、安定した並列運転が出来ます。
変圧器で言うと％インピーダンスに近い動きです。
ドループ率が一緒で無負荷時の回転数設定が一緒ならば
発電機容量の比率で負荷分担します。
ですが、片方の発電機の出力任意に変えようとすれば、無負荷回転数設定を変えればできますが、しかしながら、
瞬時の負荷の動きに対してはドループで負荷分担が決まりますので、その変動時のアンバランスがでます。その時の個々の発電機の電力が個々の発電機の容量以内であれば、
何の問題もないです。
ちょうど％インピーダンスが違う変圧器を並列運転した場合に運転できない負荷領域がでてくるのと一緒です。
又、並列運転すると同期化力により回転数は一緒ですよ
電力と言う紐で引張りあっているだけです。
う～ん、言葉だけだと説明しにくいですね。