ディーゼル発電機セットを市営電力網に接続する際の注意事項

（２）機器パラメータを検証し、一致性を確認する

グリッド接続の基本的な前提発電機セット地方自治体の電力供給との整合性とは、両者の電気的パラメータが厳密に一致している必要があるということです。これは、回転する2つの歯車が噛み合うようなもので、「サイズが一致し、回転速度が同じで、歯が揃っている」ことが求められます。具体的には、以下の4つの重要な条件を満たす必要があり、どれ一つ欠けていてもいけません。

• 一貫性のある位相シーケンス発電機セットのA、B、C三相出力は、系統連系を行う上での前提条件として、市営電力のA、B、C三相出力と厳密に一致していなければなりません。相順が間違っていると、短絡や機器の爆発などの重大な事故につながる可能性があります。相順は、相順計で確認することで、配線の正当性を確保できます。
• 等電圧発電機の出力電圧の実効値は、電力系統の電圧と一致している必要があり、通常は±0.5%程度のわずかな偏差が許容されます。電圧が高すぎると無効電力が系統に送られ、電圧が低すぎると発電機は設定された負荷に耐えられません。励磁電流は、自動電圧調整器（AVR）によって調整することで、電圧の一致を実現できます。
• 同じ周波数中国の都市電力の標準周波数は50Hzです。発電機の出力周波数は都市電力の周波数と完全に同期させる必要があり、偏差は±0.05Hz以内に抑えなければなりません。周波数の不一致は、発電機と電力系統間の電力振動を引き起こし、機器の損傷につながります。周波数同期は、ディーゼルエンジンの回転速度を調整することで実現できます。
• 同期位相発電機の出力電圧の位相角は、商用電源の電圧の位相角と完全に一致し、瞬時電圧差はほぼゼロでなければなりません。これは最も厳しい条件です。位相ずれが大きすぎると、突入電流が大きすぎて発電機の巻線が焼損し、回転軸が破損する可能性があります。同期スコープまたは自動同期装置を使用して監視および調整できます。

（３）機器の状態を確認し、潜在的な危険を排除する

系統連系前に、ディーゼル発電機セットおよび付属機器の総合的な検査を実施して、故障や潜在的な危険がないことを確認する必要があります。まず、発電機セット自体を点検し、無負荷運転でユニットを起動し、水温、油温、油圧が正常であり、異常な騒音や激しい振動がなく、出力電力が定格電力の 85% 以上であることを確認します。次に、同期制御装置、系統連系回路ブレーカー、保護リレーなど、系統連系関連機器を点検し、配線がしっかりしていること、精密機器が正常であること、逆電力保護、過電流保護、短絡保護などの装置が完全かつ有効であることを確認します。最後に、コンピュータ室の環境を点検し、コンピュータ室の温度が 5℃～35℃に制御され、相対湿度が 75% 未満であり、換気が良好で、ユニットの放熱不良を回避していることを確認します。同時に、十分な量の軽油を確保し、新しい油の析出を容易にするために2つ以上の油貯蔵タンクを設置し、都市電力の停電の影響を受けないように冷却水が重力によって供給されるようにする。

II．系統連系時：運用手順の標準化と運用リスクの回避

系統連系作業は、「まず検知、次に調整、最後に接続解除」の原則に従い、全工程において専門の作業員が実施しなければなりません。非専門家の参加は厳禁です。具体的な手順と注意事項は以下のとおりです。

（１）適切な系統連系方法を選択する

系統連系には、実際の状況に応じて選択すべき2つの一般的な方法があります。1つ目は自動系統連系です。同期制御装置（Deep SeaやComApなどのハイエンドコントローラなど）を介して、電力系統と発電機のパラメータをリアルタイムで監視し、速度と電圧を自動的に調整し、同期点を捕捉した後、自動的に閉路コマンドを発行します。大規模ユニットや、電力供給の継続性に対する要求が高いシナリオに適しており、効率的かつ正確な操作が可能です。2つ目は手動系統連系です。同期スコープと同期表示灯を通してパラメータを監視し、ディーゼルエンジンの速度と励磁電流を手動で調整し、パラメータが一致した後に手動でスイッチを閉じます。小規模ユニットに適しており、オペレーターは豊富な経験を持ち、同期点を正確に判断できる必要があります。

手動で系統接続を行う場合、同期状態を判断するために、消灯方式または回転方式を用いることができる点に留意すべきである。消灯方式は電球の点灯・消灯によって電圧差を判断し、回転方式は電球の回転速度と回転方向によって周波数差と位相順序を判断する。電球が同時に点灯・消灯する場合は、位相順序エラーを示しているため、配線を調整してから再度試す必要がある。

（２）閉鎖作業仕様を厳格に実施する

同期装置がパラメータが完全に一致していること（電圧差、周波数差、位相差がすべて許容範囲内であること）を示したら、投入操作を実行できます。投入時には、突入電流の発生を防ぐため、系統連系ブレーカーはゆっくりと操作する必要があります。投入後は、電流、電圧、周波数、電力などのパラメータを含むユニットの動作状態を直ちに監視し、異常がないことを確認してください。突入電流の過大やユニットの異常ノイズなどの問題が発生した場合は、直ちにスイッチを開き、トラブルシューティング後に系統連系を再度試みてください。

特記事項：パラメータが一致しない場合の強制閉鎖は厳禁です。この非同期系統連系は最も危険な操作であり、巨大な機械的トルクと突入電流が発生し、発電機巻線の損傷、遮断器の爆発、さらには都市電力網への影響、故障範囲の拡大につながる可能性があります。

（３）スムーズな負荷移送の完了

正常に閉鎖した後、負荷全体をすぐに発電機セットに転送することはできません。負荷は徐々に増加させる必要があります。まず、軽負荷で一定期間運転し、ユニットのパラメータが安定しているかどうかを確認し、次に負荷を徐々に設定比率まで増加させて、急激な負荷増加による周波数振動やユニットの停止を防ぎます。同時に、電力管理システムを通じて負荷配分を調整し、発電機セットと商用電力が負荷を適切に分担するようにする必要があります。複数の発電機セットが系統に接続されている場合は、有効電力と無効電力が均等に配分されるようにし、1つのユニットが過負荷になり、別のユニットが過負荷にならないようにし、無効電力の循環による機器の焼損を防ぐ必要があります。

III．系統連系後：安全監視の強化と安定運転の確保

系統連系が成功したからといって終わりではありません。その後のリアルタイム監視と安全対策が、長期的な安定運転を確保するための鍵となります。以下の点に重点を置くべきです。

（１）運転パラメータのリアルタイム監視

発電機セットと市営電力の運転パラメータ（電圧、周波数、電流、電力、位相、水温、油温など）をリアルタイムで監視し、運転記録を保持する専任担当者を配置する。異常なパラメータ（許容範囲を超える周波数変動、電圧の急激な上昇と下降、逆電力など）が発見された場合は、直ちに措置を講じる必要がある。必要に応じて、系統連系スイッチを遮断し、発電機セットを系統から切り離し、トラブルシューティング後に系統に再接続する。中でも、逆電力保護は最優先事項である。電力系統が発電機セットに電力を逆送電する場合（発電機セットが電動機になる場合）、逆電力リレーが直ちに作動して回路を遮断し、ディーゼルエンジンが引きずられて損傷するのを防ぐ必要がある。

（２）電気的絶縁と接地保護を適切に行うこと

発電機セットを市営電力網に接続する際には、信頼性の高い電気絶縁装置を設置し、誤接続を防止するためのインターロック装置を取り付けなければなりません。同時に、発電機セットの金属筐体、ブラケットなどは、一般的な接地方式を採用し、接地体は0.5MΩ以上の絶縁抵抗値で正しくしっかりと接続し、接地不良による感電事故や機器の損傷を防がなければなりません。また、発電機セットの電源を市営電力と無作為に並列接続することは厳禁であり、インターロック装置を設置しないまま無許可で系統接続することは認められません。

（３）切断作業の標準化

停止が必要な場合、または市営電力が正常に戻った場合は、発電機の負荷をまず市営電力にスムーズに切り替える必要があります。ユニット負荷がほぼゼロ（または非常に小さな逆電力）になったら、発電機を系統から切り離すための開通指令を発行します。切り離し後、発電機は一定時間無負荷運転を行い、その後冷却して停止し、高温停止による機器の損傷を防ぎます。市営電力が正常に戻った場合は、ユニットが自動的に市営電力に切り替わり、GB51348-2019規格の要件に従って自動的に運転を終了し、遅延させて停止するようにする必要があります。

IV．日常的な運用と保守：故障の可能性を低減するための定期的な点検と保守

日々の運用と保守は、系統連系の安全性を確保するための基盤となります。機器の定期的な点検、保守、試験を行うための包括的な保守システムを構築する必要があります。具体的なポイントは以下のとおりです。

• 定期試運転発電機セットの無負荷試運転を月に1回、1回につき15分以上実施し、ユニットの起動性能、計器の感度、および機器の動作状態を確認する。また、負荷試験を四半期に1回実施し、系統連系シナリオをシミュレートして、同期装置および保護装置の有効性を検証する。
• 機器のメンテナンスディーゼル油、エンジンオイル、冷却水、エアフィルターを定期的に交換し、燃料パイプラインや冷却システムの漏れがないか確認してください。シンクロスコープ、電圧レギュレータ、保護リレーなどの機器を定期的に校正して、正確なパラメータを確保してください。寒冷地では、緊急時にユニットがスムーズに起動できるように、コンピュータ室に暖房設備を設置してください。
• 障害のトラブルシューティング系統連系中に発生した問題（系統連系不良、電力配分の不均一、過電流など）を速やかに記録し、トラブルシューティングを行うため、障害記録簿を作成し、障害の原因を分析して、同様の問題の再発を防止する。例えば、電力配分が不均一な場合は、ガバナーの固着や変流器の配線ミスなどが原因である可能性があり、速やかに修理・調整する必要がある。
• 人材育成オペレーターは専門的な研修を受け、系統連系操作手順、機器性能、安全対策を熟知している必要があり、評価に合格した後でなければ業務に就くことはできません。無許可の操作は厳禁です。また、突発的な故障への対応能力を向上させるため、定期的に緊急時訓練を実施します。

V. まとめ：仕様を遵守し、安全な系統連系を実現する

ディーゼル発電機セットと市営電力網との系統連系は、「一歩間違えれば大失敗」となるほどの精密な作業です。厳格な技術条件を満たすだけでなく、標準化された操作手順に従い、日常の運転・保守と安全対策を非常に重視する必要があります。系統連系前の資格審査とパラメータ検証から、系統連系中の標準化された操作と負荷転送、そして系統連系後のリアルタイム監視と切断処理に至るまで、あらゆる段階で細心の注意が求められます。

特に強調すべきは、専門家以外の者が系統連系機器を操作することは厳禁であるということです。無許可の系統連系や不適切な操作は、機器の損傷だけでなく、電力系統の障害や人身事故の原因にもなります。通常のバックアップ電源ユーザーにとって、長期的な系統連系が必要ない場合は、標準的な「市営発電」用自動切替スイッチ（ATS）の方が、より安全で経済的、かつ法令遵守にも適した選択肢となります。

技術仕様を遵守し、運用手順を厳格に実施し、日常の運用と保守を適切に行うことによってのみ、ディーゼル発電機セットと市営電力網との系統連系の利点を最大限に発揮し、安全で安定した効率的な電力供給を実現し、生産と生活を支えることができるのです。