発電機の出力変化と電圧調整の違いは？

質問

はじめまして。
昨年、電験３種に合格し、現在、電験２種取得に向け勉強している者です。

発電機出力はどの様にして変化させているのでしょうか？
・原動機の入力を変化させていることは知っています。

電圧調整・出力変化ともに、界磁電流の調整（＝内部誘起電圧の変化）を
伴うと考えており、これらの違いは理論式｛P=（Vs・Vr・sinδ）／Ｘ｝より、δ（相差角）の変化であろうと考えてます。

では、どうやってδは決まるのでしょうか？
P-δ曲線に従うとしても、P－δどちらの変化が先なのか解りません。
また、AVRによる電圧調整時とは何が違うのでしょうか？

よろしくご回答をお待ちしてます。

回答No.1

Denkigishi · ベストアンサー

＞電圧調整・出力変化ともに、界磁電流の調整（＝内部誘起電圧の変化）・・・　　は少しだけ理解が違うようです。
火力発電所の出力を増加する場合は、まず、タービンの蒸気量を増やします。それによって発電機への機械入力が増えます。その結果、内部相差角も増えます。エネルギーは発電機で蓄積できないので、電気出力は入力に追従して増加します。このままだと発電電圧は上昇しますが、出力制御とは別にＡＶＲが働いて励磁を調整して電圧は維持されます。ＡＶＲは無効電力を増減して、つまり力率を変えて電圧を制御します。有効電力（出力）は調整しません。同期調相機と同じです。

お礼

詳しい回答ありがとうございます。
かなり理解に近づいたのですが、いまいち消化しきれません。

「ＡＶＲにて難しいことをやっているのだ」というくらいで妥協します。
もっと様々な資料に目を通したうえで、解らなかった場合に再度質問したいと思います。

回答No.4

MS1

私もしばらく理論的な勉強をしていなくて適当なことを言ってしまって
公開しておりますけど、私は小さな発電所（コージェネ）の面倒をみて
いてそのような疑問は同じくあります。
私の設備（ガスエンジン３２０ＫＷ）の操作盤には、手動出力操作用に
２つのスイッチがあります。ひとつのスイッチには電圧と書いてあり、
もうひとつのスイッチには周波数と書いてあります。
電圧スイッチの方は、界磁を調整するんでしょうから力率が変化します。
周波数スイッチの方では出力が変化します（エンジンに出力増減の信号
がでる）また、系統の周波数が変化すると発電出力が変化します。
理論式についてですがＶ＝ｄΦ／ｄｔですよねＥも同じ感じでｓｉｎωｔ
で回転していたら、分子に周波数２乗が残り、分母にはインピーダンス
の周波数があって、出力は周波数に比例すると思ってましたけど違い
ましたっけ

回答No.3

Denkigishi

NO2様のご意見にお答えするのも変ですが、参考になさって下さい。
確かに回転機の出力は回転数（あるいは周波数）とトルクの積に比例します。従ってご指摘の通り、発電機が単独あるいは２，３機で運転されている場合は、周波数の変化も当然生じます。
送配電系統につながっている発電機（電力会社だけでなく自家用も含めて）の場合は、すべての発電機が同じ周波数で運転されています。その中の１機の出力が変化しても系統全体の周波数を変えるだけのパワーでは有りませんので、周波数は変わらず、トルクが出力に比例して変わることになります。

お礼

無限大母線に接続される発電機
ということは、「周波数は変わらず、トルクに比例して出力が変化する」ですね。
少しスッキリしてきました。
情報を知識化できるよう、もっと勉強します。
（電験２種一次試験が求めている範囲を逸脱するようにも思いますが・・・）

ありがとうございました。
重ねてお礼申し上げます。

回答No.2

MS1

出力ですが理論式を分解していくと出力は周波数に比例するんじゃ
なかったでしたっけ

お礼

追加質問ありがとうございます。
理解を深めるため、私にはとても良い投げかけでした。
（理論式とは　τ＝Ｐo／ω　　とのことでしょうか？）

もっと勉強しなければと痛感してます。
ありがとうございました。