発電機とは何か？

1.定義と機能1.1 発電機回路遮断器の役割発電機回路遮断器（GCB）は、発電機と昇圧変圧器の間に位置する制御可能な切断点であり、発電機と電力網とのインターフェースとして機能します。その主な機能には、発電機側の障害を隔離し、発電機の同期および電網接続時の操作制御を行うことが含まれます。GCBの動作原理は標準的な回路遮断器と大きく異なりませんが、発電機の障害電流に存在する高DC成分により、GCBは非常に迅速に動作して障害を速やかに隔離する必要があります。1.2 発電機回路遮断器付きと無しのシステムの比較図1は、発電機回路遮断器なしのシステムで発電機障害電流を遮断する状況を示しています。図2は、発電機回路遮断器（GCB）を備えたシステムで発電機障害電流を遮断する状況を示しています。上記の比較から、発電機回路遮断器（GCB）を設置する利点は以下の通りです：発電ユニットの通常の起動と停止時に補助電源の切り替えは必要なく、発電機回路遮断器の操作だけで十分であり、発電所サービス電力の信頼性が大幅に向上します。発電機内部（つまりGCBの発電機側）に障害が発生した場合、発電機回路遮断器のみをトリップす

1. 高抵抗接地システム高抵抗接地は、接地故障電流を制限し、適切に接地過電圧を減らすことができます。ただし、発電機の中性点と接地間に大きな高値の抵抗を直接接続する必要はありません。代わりに、小さな抵抗と接地変圧器を使用することができます。接地変圧器の一次巻線は中性点と接地間に接続され、二次巻線は小さな抵抗に接続されます。公式によれば、一次側で見られるインピーダンスは、二次側の抵抗値に変圧器の巻線比の二乗を掛けたものに等しくなります。したがって、接地変圧器を使用することで、小さな物理的な抵抗でも効果的に高抵抗として機能することができます。2. 発電機の接地保護原理発電機の接地時に中性点と接地間には電圧が生じます。この電圧は接地変圧器の一巻線に適用され、二次巻線に相当する電圧が誘導されます。この二次電圧は発電機の接地故障保護の基準として使用でき、接地変圧器は保護目的でゼロシーケンス電圧を取り出すことができます。3. 発電機軸接地カーボンブラシの機能（タービン側）発電機スターター磁界の完全な均一分布は不可能であり、発電機ロータ間には数ボルト以上の電位差が生じることがあります。発電機ロータ、ベ

1.はじめに1.1 GCBの基本機能と背景発電機回路遮断器（GCB）は、発電機と昇圧変圧器を接続する重要なノードとして、通常時および故障時の両方において電流を遮断する役割を担っている。従来の変電所用遮断器とは異なり、GCBは発電機から生じる巨大な短絡電流を直接受け持つ必要があり、定格短絡遮断電流は数十キロアンペアに達する。大容量発電ユニットでは、GCBの信頼性ある動作が発電機自体の安全性および電力系統の安定運転に直結している。1.2 故障保護機構の重要性発電機内部またはその出力線路で故障が発生すると、故障電流は数十ミリ秒以内にピークに達する可能性がある。対象を絞った保護機構がなければ、巻線の過熱・変形や絶縁破壊などの不可逆的な損傷が発生する。2010年の北米地域系統事故の分析によれば、高速保護を備えていない発電設備の故障後修理費用は、300％以上高くなった。したがって、多次元的かつ協調的な保護機構を構築することは、発電システムの信頼性を確保するための核となる防御策である。2.GCB保護機構の基本原理2.1 保護機構の定義と主要目的GCB保護機構は本質的に、異常な電気パラメータをリアルタ

発電機回路遮断器は電力システムにおいて重要な部品であり、その信頼性は電力システム全体の安定稼働に直接影響します。スマート監視システムの研究と実際の応用を通じて、回路遮断器のリアルタイムの運転状況を監視し、潜在的な故障やリスクを早期に検出することができます。これにより、電力システム全体の信頼性が向上します。従来の回路遮断器のメンテナンスは主に定期的な点検と経験に基づく判断に依存しており、これは時間と労力を要するだけでなく、検査範囲が不十分なため潜在的な問題を見逃す可能性もあります。スマート監視システムはリアルタイム監視、データ分析、故障早期警告機能を提供し、不要なメンテナンスや修理を削減し、運用・保守（O&M）コストを低減します。また、設備の健康状態をより正確に評価できるようになり、メンテナンス活動の合理的なスケジューリングを行い、過使用や過度なメンテナンスを避けることができます。これにより、設備の寿命が効果的に延長されます。スマート監視システムの開発と応用により、赤外線熱画像やビッグデータ分析を含む電力設備の監視技術が進歩しました。これらの技術的進歩は、発電機回路遮断器の監視効