発電機同期

固定発電機は、誘導起電力（EMF）が停止時にはゼロになるため、ライブのバスバーに接続してはならない。これはショートサーキットを引き起こす可能性がある。同期手順とそれを確認するために使用される装置は、一つの交流発電機を他の交流発電機と並列に接続する場合も、または交流発電機を無限大のバスに接続する場合も同じである。

同期ランプによる同期

3つの同期ランプを使用して、別の機器との並列運転または同期の条件を確認することができる。以下に示すように、同期用の電圧計と組み合わせて使用する暗いランプ法は、低出力の機械に適している。

同期ランプを使用した同期プロセス

• 原動機と電圧調整

• 入力側の機器の原動機を起動し、定格速度に近づける。

• 入力側の機器のフィールド電流を調整し、その出力電圧がバス電圧と一致するようにする。

• 周波数および位相検出

• 3つの同期ランプは、入力側の機器とバスとの間の周波数差に比例して点滅する。

• 位相順序チェック：すべてのランプが同時に明るくなったり暗くなったりする場合、位相接続は正しい。そうでない場合は、位相順序がずれている。

• 修正措置とスイッチ閉鎖

• 位相順序を修正するには、入力側の機器の任意の2つのラインリードを入れ替える。

• 入力側の機器の周波数を微調整し、ランプが1秒あたり1回以下の暗い期間で点滅するようにする。

• 最終的な電圧調整後、暗い期間の中間点で同期スイッチを閉じ、電圧差を最小限にする。

暗いランプ法の利点

• 他の同期技術と比較してコスト効率が高い。

• 正しい位相順序の簡単な確認が可能。

暗いランプ法の欠点

• ランプは定格電圧の約50%で暗くなるため、残存位相差の間にスイッチが閉じられるリスクがある。

• 頻繁な電圧変動により、フィラメントが焼け切れる可能性がある。

• 点滅動作は、入力周波数がバス周波数よりも高いか低いかを示さない。

三つ明るいランプ法

• 接続スキーム: ランプはフェーズ間でクロス接続される（例: A1-B2, B1-C2, C1-A2）。

• 同期シグナル: すべてのランプが同時に明るくなったり暗くなったりする場合、位相順序は正しい。

• 最適なスイッチング: 明るい期間のピークでスイッチを閉じる。

二つ明るく一つ暗いランプ法

• 接続構成: 一つのランプは対応するフェーズ間に接続され（例: A1-A2）、他の二つはクロス接続される（例: B1-C2, C1-B2）。

• 位相表示: 一つのランプが暗いままで、他の二つが明るくなったり暗くなったりする場合、位相順序は正しい。

接続構成と同期ステップ

この設定では、A1はA2に、B1はC2に、C1はB2に接続される。入力側の機器の原動機を起動し、定格速度に加速する。入力側の機器の励磁を調整し、誘導電圧EA1, EB2, EC3がバスバー電圧VA1, VB1, VC1と一致するようにする。対応する図は以下の通り。

最適なスイッチ閉鎖と位相順序確認

同期スイッチを閉じる理想的なタイミングは、直接接続されたランプ（A1-A2）が完全に暗く、クロス接続されたランプ（B1-C2, C1-B2）が等しく明るいときである。位相順序が正しくない場合、この条件は満たされず、すべてのランプが暗いままであるか、非同期に点滅する。

位相順序を修正するには、入力側の機器の任意の2つのライン接続を入れ替える。白熱ランプの暗い範囲は通常、定格電圧の40〜60％に及ぶため、直接接続されたランプに電圧計（V1）を接続する。電圧計がゼロを示すときにスイッチを閉じると、入力側の機器とバスバーとの間の電圧差が最小限になる。

動作モードと自動化

同期すると、入力側の機器はバスバー上で「浮遊」し、発電機として電力を供給し始める。接続中に原動機が解除された場合、機器はモーターとして動作し、グリッドから電力を消費する。

• 小規模同期: 低出力用途では、3つのランプ法はしばしばシンクロスコープを補完して周波数の一致を確認する。

• 大規模自動化: 発電所の高容量発電機では、コンピュータシステムが全同期プロセスを自動的に実行し、精度と安全性を確保する。