痔になりやすい生活習慣とは?

北海道電力が全電力を喪失した理由は周波数にあるってどういうことですか?

周波数を作る機械は何という装置ですか?

変電所のトランス内で変圧時に作り出されるのですか?

それとも発電所の電気が出来た段階ですでに周波数は出来ているのですか?

A 回答 (3件)

大昔高校生のころヒッチハイクで、電力会社のお偉いさんに乗っけてもらったとき、


水力発電所を見学していくか?と言われ見せていただきました。
これで周波数を制御するのだとみせてもらったのが、
まさに遠心力利用のガバナーそのものでした。
へーこんな原始的なもので周波数を決定するってびっくりでした。
火力も原子力も水の力か蒸気の力かの違いだけですので、
回転数の制御は似たり寄ったりのものでしょう。
勿論コンピュータ化されているでしょうが。
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この回答へのお礼

みんなありがとう

ちょっとおしい

お礼日時:2018/09/08 20:43

発電所の発電機は、タービンによって回されることによって発電できます。

その回転の速さが50Hzとか60Hzという発電の周波数に直接関係します。

もし発電機で産み出せる電力よりも多くの電力が負荷になると、その回転の速さを維持できなくなります。分かりやすい例えで言うと、回っているモーターの回転軸を力強く挟むと、回転速度が落ちますよね。それと同じで、発電機に上限を超える負荷をかけると(=過剰な電力が求められると)どうコントロールしても一定の回転速度を保てなくなり、回転速度が落ちます。

回転速度が落ちるのを別の表現で言えば、周波数が落ちるということです。発電機の発電周波数をよく監視していて、どうコントロールしても一定の周波数に保てなくなってきたことが分かると、それは発電機の発電能力の限界を超えていることを意味します。
それを無視すると発電機やそれを回すタービンに無理がかかり、損傷します(タービンの羽根が破損したりします)。
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>>それとも発電所の電気が出来た段階ですでに周波数は出来ているのですか?



ほとんどすべての発電機は、交流を生み出します。
日本での周波数は、50Hzか60Hzですね。

そして、電気は生まれるとすぐに消費されます。
そして消費者の電力消費が増えると、発電機への負荷が増えて、回転数が遅くなります。
発電電圧が下がると、電気が逆流して、発電機や変圧器が壊れるでしょう。

逆に、いきなり消費電力が減ると、発電機の回転数が急速に上がって、過大な遠心力で発電機が壊れることになります。

ですから発電所は周波数を維持するのにがんばっています。

ちなみに、噂ですが、ドイツの発電事情はあまりよくないため、電力が不足して周波数が低下して、電気時計がちょくちょく遅れ気味になったなんていわれています。
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その様な思考が負ける要素です。これからはソフトの時代です。
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>復電時に過電流が流れたとしてもブレーカー配線用遮断器の上流にMCCBという…

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どのような損傷が発生するのでしょうか?

Aベストアンサー

「発電機の損傷」ではなく「発電所の損傷」でしょう。

発電用の蒸気タービンは、通常「発電機の負荷」を「供給蒸気」で回し、50Hz の電源周波数なら 3000 rpm (1分間に3000回転、つまり1秒間に50回転)あるいは 1500 rpm (1分間に1500回転、つまり1秒間に25回転)という高速回転しています。

蒸気タービンは、高圧の蒸気がタービンで仕事をするにしたがって低圧の蒸気になっていく各段階で効率よく利用するために、羽根の長さや構造・形状を段階的に変えたものが多段に渡って軸に取り付けられています。
このように、タービンは、大型の機器でありながら、その細部は「精密機器」のような精度で作られることになります。
↓ こんな図を参照
https://www.mhps.com/jp/products/steamturbines/lineup/thermal-power/2500/

従って、羽根の長さや構造によっていろいろな「共振振動数」が発生します。この「共振振動数」は、羽根の長さや構造がまちまちなので、広い回転範囲にわたって存在します。当たり前ですが、少なくとも「定格回転数」では共振点を外れるように設計されます。
このために、決められた定格回転数以外では、「高い側」(オーバースピード)にも「低い側」にも「局所的な振動」が発生する可能性があります。
そういった「局所振動」を設計の段階ですべて解析しておくことは困難なので、少なくとも「振動が起こらない」ことを確認した「定格回転数」周辺の運転範囲を逸脱したら「そこではタービンは運転しない」ということにしているのです。

送電線事故(送電線が切れるなど)が起これば、発電機の負荷が急にゼロに落ちますから、発電機は急に負荷が軽くなって回転数が急上昇します。ただでさえ高速回転しているものが、さらに「オーバースピード」になればタービンは壊れますので、この場合にはただちに蒸気を遮断してタービンを停止します。(オーバースピード側は、振動もありますが「羽根が抜ける危険性」の方が大きいかもしれません)

逆に、今回の北海道のように、どこかの発電相が故障で脱落すると、「発電機の負荷」が急に重くなります。脱落した発電所の分まで、残りの発電所の発電機の負荷にぶら下がってしまうからです。ということでタービンの回転数が落ちます。頑張って回そうにも蒸気量の上限は決まっています。通常は、多数の火力発電所がある程度の余裕をもって運転しているので、1基の発電所に事故があっても残りの発電所でカバーできますが、今回の北海道では1基の発電相が全負荷の50%近くを受け持つという「一極集中」状態で運転していたようです(通常はあり得ない運転かと思います)。
なので、1基の脱落で、他の発電所は「余裕」を全部出しきっても「重い負荷」を背負いきれずに回転数が落ちました。おそらく今回のケースでは 50Hz が 45Hz とか 40Hz 以下になる程度まで回転数が下がったのではないでしょうか。そのような回転数では、タービンの羽根のどこかが「共振振動」を起こす可能性があるので、各発電所とも「自分の発電所のタービンの振動からの保護」の観点で次々に運転を停止したのだと思います(そのように「自動インターロック」が組まれているので、次々に自動的に停止した)。

今回の北海道のケースでは、各発電所でそういった「タービン保護」の観点からの「正常な対応」がなされた結果の出来事であり、「発電機」のコイルが焼き切れるといった事象は全く関係ありません。

ただし、各発電所での「正常な対応」が行われた上で、電力系統全体で停電するという事態が起こったわけで、それは電力会社としての運用に大きな問題があったのが原因です。
通常は、1基の発電所が脱落しても、他の発電所で「ただちに供給できる蒸気の余裕分」を確保することで周波数を所定の範囲内に保持できるように運用するのが普通です。そうでなければ、何か緊急事態があったときに電力を供給できなくなっリスクがあるからです。
今回の北海道では、そのリスクを全く考慮していなかったのではないかと思います。

さらに、1基の発電所の脱落で負荷/供給間のアンバランスが発生したときには、過渡的な対応として、たとえば「最大の電力負荷である札幌市内を切り離す」(札幌市内を強制的に停電させる)など、供給と負荷のアンバランスを解消して残った発電所と残った負荷をバランスさせて系統の全停止を防ぐべきだったのではないかと思います。そういう「緊急時の対応」も誤ったではないかと思います。

このように、発電所や負荷の運用で、北海道電力ではダブルのミスを犯したのではないかと思います。

「発電機の損傷」ではなく「発電所の損傷」でしょう。

発電用の蒸気タービンは、通常「発電機の負荷」を「供給蒸気」で回し、50Hz の電源周波数なら 3000 rpm (1分間に3000回転、つまり1秒間に50回転)あるいは 1500 rpm (1分間に1500回転、つまり1秒間に25回転)という高速回転しています。

蒸気タービンは、高圧の蒸気がタービンで仕事をするにしたがって低圧の蒸気になっていく各段階で効率よく利用するために、羽根の長さや構造・形状を段階的に変えたものが多段に渡って軸に取り付けられています。
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回答No.1にもあるように、電流をON/OFFしたパルスです。

固定電話には電話局から直流の48Vまたは60Vが電話回線を通じて供給されて来ており、送受話器を取り上げてダイヤルを回すと、ダイヤル番号の数だけ電話回線をON(メーク)/OFF(ブレーク)したパルスを発生させます(その頻度は1秒間に10回か20回に設定できます)。ただし番号の「0」は10パルスです。
メーク(make):スイッチの接点を閉にすること   ブレ-ク(break):スイッチの接点を開にすること

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最近の電話はボタンを押すと「ピポパ」の音(トーン)で番号を電話局に伝えるタイプが主流になっています。これはダイヤルトーンと呼ばれます。


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