交流電流の周波数のコントロール方法について

各家庭に送られてくる交流電流は、日本の東側では５０Hｚ、日本の西側では６０Hｚとなっています。
そもそも、交流電流の周波数はどの様にしてコントロールするのでしょうか。何をどうすれば周波数が５０Hzになったり、６０Hzになったりするのでしょうか。

分かる方がいらっしゃいましたら教えていただけますと幸いです。

No.3 ベストアンサー 回答者： FT56F001 回答日時： 2012/08/06 12:33

発電所の発電機の回転速度を調整して，50Hzあるいは60Hzを調整しています。

発電量と電力需要のバランスが周波数に表れます。
すなわち，発電量が足りなくなると，発電機が重くなり，周波数が下がります。
このとき，火力発電所のタービンの蒸気を増やし，
水力発電所の水車の水を増やして，回転速度をあげます。
さらに待機している発電所を動員して，電力を作ります。

すべての発電所がフルパワーを出しても電力が不足する場合，周波数が下がってきます。
やむをえない場合は，一部地域を強制的に停電させることもあります。

逆に電力が余る場合は，周波数が上がります。この場合，蒸気を絞ったり，水を絞ったり，
さらには発電所を待機状態にします。

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、ありがとうございました。私の稚拙な質問にも関わらず、知りたいことを適切にご回答していただいて大変助かりました。

お礼日時：2012/08/12 08:57

No.8 回答者： ytrewq 回答日時： 2012/08/07 07:12

電力は常に、需要（負荷）と供給（発電）が一致しています。

このバランスがずれると周波数が変化します。
たとえば自転車で走っているとき、坂道になると力をいれないと速度を一定に保てません。
電気も同じで、需要が増えてきたとき、そのままだと周波数が下がってきますので、発電機の出力を増やして、周波数を一定に保ちます。

秒単位の負荷変化に対しては、各発電機の調速機と呼ばれる装置が周波数の変化を検知して自動的に発電出力を調整します。　分単位の変化に対しては電力会社にある中央給電指令所という場所で周波数の変化を検知したり予測して、発電所に対して、発電出力の指令して調整します。
さらに日中の需要変化のように予想されるものに対しては、あらかじめ発電所の運転計画を立てて、これに合わせて発電所を運転、停止して全体の出力を調整しています。

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、ありがとうございました。私の知りたいことを適切にご説明いただいて助かりました。回答順の関係でベストアンサーにできず、申し訳ございません。

お礼日時：2012/08/12 09:13

No.7 回答者： FT56F001 回答日時： 2012/08/06 16:20

水力発電所では水車の回転速度が遅いので，20極～100極くらいが使われます。

60Hzで100極機だと1分間に72回転です。

火力発電所では2極機が多く，60Hz地区では毎分3600回転しています。
冷えた蒸気を低速タービンで利用するために4極機を使うこともあります。

原子力は蒸気温度が低いので，4極機が使われます。
この場合，60Hzで毎分1800回転です。

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、ありがとうございました。勉強になりました。

お礼日時：2012/08/12 09:11

No.6 回答者： RTO 回答日時： 2012/08/06 15:33

発電機の回転数=周波数との回答がありましたが　発電機の極数によっても異なりますので

必ずしも3600/3000回転と言うわけではありません
水力発電では　ゆっくりと回り極数の多い発電機を使いますので
通常1200回転以下となります
下記は関西電力のサイトです
http://www1.kepco.co.jp/tokai/sikumi/sikumi.htm

この回答へのお礼

フォローしていただきまして、ありがとうございました。また、２回も書き込みをいただきまして、大変助かりました。今後ともよろしくお願いします。

お礼日時：2012/08/12 09:08

No.5 回答者： tpg0 回答日時： 2012/08/06 15:01

こんにちは。

交流周波数の1Hzは「交流発電機が1回転」すると生じる正弦波の周波数で、昔は1C/S(Cycle par second)の単位でしたから、50サイクルといえば、1秒間に50回転の速度で発電機が回ってると直ぐに理解できたものです。

実際に、型の古い小型ガソリン発電機を個人的に2台所有してますが、この内の1台は50Hzと60Hzに発電機出力周波数を切り換えられます。

出力周波数の切り換えは、発電機を回すエンジン回転数を3,000rpmから3,600rpmに上げるだけの単純な機械的構造ですが、電力会社の発電機はコンピューター制御で正確に発電機回転数を制御してますから、この特性を利用した交流電源式の置時計が存在した時期が40年前頃にはありました。

このように、東日本の発電機は1分間に3,000回転、西日本は1分間に3,600回転の速度で回ってるので、東日本と西日本の電力には周波数の互換性がないのです。

但し、中部電力管内には「周波数変換所」が幾つかあり、発電所で発電した60Hzの交流電力を50Hzに周波数変換して東京電力管内に売電することが出来る設備があり、昨年の東京電力管内の電力不足では中部電力から電力を融通してもらってました。

この回答へのお礼

ご回答いただきましてありがとうございました。周波数のコントロール方法について大変わかりやすかったです。

お礼日時：2012/08/12 09:07

No.4 回答者： Tacosan 回答日時： 2012/08/06 14:01

ちなみに #2 の「モーターを回して発電機を回す方式」は「電動発電機 (MG)」と呼ばれ, 一部の電車 (はっきり言うと古いやつ) で使われています.

東海道新幹線でも使われているようです (富士川より東では 50 Hz を受電して 60 Hz に変換する必要があるため).

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、ありがとうございました。勉強になりました。

お礼日時：2012/08/12 09:04

No.2 回答者： RTO 回答日時： 2012/08/06 12:20

日本の発電所の殆どはタービンに直結した発電機（モーターと構造はだいたい同じ）で発電しています

原発：原子炉で加熱した熱水を蒸気としてタービンを回す
水力発電：ダムの水を高低差を付けてタービンを回す
火力：石炭や石油、LNGで加熱した熱水を蒸気として以下同文
その蒸気や水量をコントロールして50なり60Hzの周波数となるようタービンの速度を制御します

太陽光発電ではパネルからは直流しか得られないので、交流に変換する際にその変換装置で周波数が制御されています。

東西の周波数の違いを超えて電力を融通する際は　一度直流に変換してまた交流に変換します
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BD%90%E4%B9%85% …
原理的には　モーターを回して発電機を回す方式でも周波数変換が可能です。

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、ありがとうございました。発電所での発電方法についてとてもわかりやすかったです。

お礼日時：2012/08/12 08:53

No.1 回答者： ngkdddjkk 回答日時： 2012/08/06 12:08

発電所で発電するとき。

この回答へのお礼

ご回答いただきまして、ありがとうございました。

お礼日時：2012/08/12 08:48