目指せ!電気主任技術者~解説ノート~

第一種電気主任技術者の免状保有者がまとめた電気主任技術者試験の解説ノートです。

容量性負荷における同期発電機の特性

無負荷の長距離送電線に同期発電機を無励磁で接続しても,送電線の線間及び対地静電容量の影響によってこれらを充電する電機子電流が流れ,これによって発電機の端子電圧が高められ,さらに電流が増すという過程を繰り返して,端子電圧が著しく増大することがある。

このときの同期発電機の電機子電流 $I_\text{a}$ に対する端子電圧 $V$ は図の曲線 O'a のような飽和特性であるとする。

同期発電機に上述の静電容量に相当する 1 相当たりのキャパシタンス C の容量性負荷を接続した場合,その電圧電流特性を直線 Ob で表し,その傾きを $\tan\delta$ とする。

発電機には残留磁気による誘導起電力 OO' を生じているから,これによって進相の電機子電流が流れる。

この電流による電機子反作用は増磁作用となり端子電圧を上昇させ,ある電機子電流 $I_\text{a}$ に対して飽和曲線 O'a と直線 Ob の交点 P に達し,この点で安定し運転を持続する。

このような現象を同期発電機の自己励磁といい,点 P を電圧確立点という。

点 P の電圧はキャパシタンス C の大きさによって上下する。

C が大きく,傾き $\tan\delta$ が小さい場合,点 P の電圧が高くなる。

その結果,点 P の電圧が発電機の定格電圧より非常に高くなる場合には,機器の絶縁を脅かすことになる。

これを防ぐためには,その交点の電圧が同期発電機の定格電圧よりも低いことが必要である。

図 同期発電機の飽和特性

図 同期発電機の飽和特性

参考文献

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  • 2022年7月4日 新規作成