ATS、配電盤、並列運転:発電機の電力が負荷に届くまで

要点

スイッチギヤは、発電機の電力の行き先を決めます。発電機用遮断器はセットを保護し、自動切換開閉器は系統と発電機の間で負荷を切り換え、並列運転用スイッチギヤは複数のセットを協調運転させて負荷を分担させます。各機器の仕様を明確にしておけば、試運転時の問題を避けられます。

オルタネーターが電気をつくり、配電盤がその行き先を決めます。発電機セットと負荷の間には、セットを保護する発電機ブレーカー、系統電源と発電機を切り替える切替開閉器、複数のセットが協調して運転する場合にそれらを同期させて負荷を分担させる並列運転盤、さらに設備自体が必要とするポンプ、ファン、ヒーター、充電器に給電するモーターコントロールセンターがあります。本ガイドでは、それぞれの部分と、仕様書に記載すべき事項を解説します。

発電機ブレーカーと制御盤

すべてのセットは端子部に遮断器を備えており、オルタネーターとケーブルを過負荷と短絡から保護し、発電機コントローラーによって開閉されます。コントローラーはエンジンの始動と停止、温度・圧力・回転数の監視、電圧と周波数の調整を行い、設備に状態を報告します。単独の非常用セットでは、ブレーカーとコントローラーはセット上またはエンクロージャー内の盤に収まり、大規模な設備では、他の機器とともに配電盤コンテナに収められます。

自動切替開閉器

ATSは、系統、発電機、負荷の間に設置されます。系統の停電を検知して発電機に始動信号を出し、発電機の電圧と周波数が許容範囲に入ると、数秒以内に負荷を発電機へ切り替えます。系統が復旧して一定時間安定すると、負荷を戻し、発電機を冷却運転してから停止させます。開路遷移式の切替器は切替中に一瞬だけ接続が途切れますが、この間はUPSが補います。閉路遷移式は発電機を系統と同期させて無瞬断で切り替えますが、電力会社の許可が必要です。ATSは全負荷電流に対応する定格とし、重要な設備では二重化します。

複数セットの並列運転

容量確保、冗長性、またはその両方のために複数のセットが一つの負荷に給電する場合は、並列運転盤を介して共通の母線に接続します。各セットは、ブレーカーを投入する前に同期されます。電圧、周波数、位相角がコントローラーによって自動的に一致させられます。母線上ではコントローラーが各セット間で有効電力と無効電力を分担し、負荷が上がれば追加のセットを始動し、下がれば停止させ、保守のためにセットを母線から切り離しても負荷にちらつきは生じません。同じ並列運転盤で、電力会社の保護要件に従って、ピークカット、デマンドレスポンス、売電といった系統並列運転のために設備を系統と同期させることもできます。

配電盤は、電圧レベル(低圧、または変圧器を伴う高圧)、短絡定格、セットとフィーダーの数、保護方式、制御システムによって仕様が決まります。通常はMCCとともに専用のコンテナまたは部屋に収めます。

MCCと補機

発電設備には独自の負荷があります。燃料移送ポンプ、ポリッシングシステム、ラジエーターおよび換気ファン、ジャケット水ヒーター、バッテリー充電器、照明、制御電源です。モーターコントロールセンター(補機盤)は、スターター、ブレーカー、制御機器によってこれらに給電し保護します。MCC自体は系統電源から、または小規模な切替を介して発電機から給電されるため、停電時にも設備が自立して運転できます。AXONは、コンテナ型設備向けおよび単独盤として、あらゆるメーカーの発電機セットに合わせ、設備の単線結線図に基づいて、遮断器盤、ATS、並列運転盤、MCCを製作しています。

要点

  • 発電機ブレーカーとコントローラー:セットを保護し、電圧と周波数を調整
  • ATS:停電を検知し、セットを始動し、負荷を切り替え、復電後に戻す
  • 開路切替は短時間遮断し、閉路切替は同期して遮断しない
  • 並列運転盤は複数のセットを同期させ、負荷を分担する
  • 系統並列運転には電力会社の保護方式が必要
  • MCCは設備自体のポンプ、ファン、ヒーター、充電器に給電

お問い合わせの際にお送りいただきたい情報

  • 単線結線図、または負荷とセットの台数
  • 電圧、周波数、短絡レベル
  • 希望する切替方式:開路切替か閉路切替か、系統並列運転の有無
  • 冗長性と開閉器の二重化
  • MCCの補機負荷
  • 制御システムとのインターフェースおよび電力会社の保護要件

よくあるご質問

ATSは何をするものですか?

電源を監視し、停電時に発電機を始動し、発電機の準備が整ったら負荷を発電機へ移し、電源が復帰したら元に戻します。これらはすべて自動で、仕様で定められた時間内に行われます。

並列運転盤はいつ必要ですか?

一つの負荷に複数のセットが給電する場合は、容量確保でも冗長性のためでも常に必要で、セットを系統と並列運転させる場合も同様です。単独のセットに簡単な切替を設ける場合は、ブレーカーとATSだけで足ります。

同期とは何ですか?

ブレーカーを投入する前に、発電機の電圧、周波数、位相を母線または系統に一致させることです。コントローラーが自動で行います。同期せずに投入すると、オルタネーターと配電盤が損傷します。

低圧と高圧のどちらですか?

小規模な設備は通常低圧です。大規模な設備や長距離の場合は、昇圧変圧器を介した高圧を使います。設備の規模と現地の条件で決まります。

設備を系統と並列運転させることはできますか?

並列運転盤と電力会社が求める保護装置があれば、ピークカット、デマンドレスポンス、売電のために可能です。電力会社の連系規定が、保護方式と試験内容を定めます。

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