商用 電源 周波数
日本 の商用 電源 周波数
これは
50 Hzと60 Hzの境界 線
標準 周波数 50 Hz -北海道電力 ネットワーク、東北電力 ネットワーク、東京電力 パワーグリッド標準 周波数 60 Hz -中部電力 パワーグリッド、北陸電力 送配 電 、関西電力 送配 電 、中国電力 ネットワーク、四国電力 送配 電 、九州電力 送配 電 、沖縄電力
ただし、
新潟 県 の60 Hz地域 -佐渡 市 全域 、妙高 市 ・糸魚川 市 の各 一部 [5]群馬 県 の60 Hz地域 -安中 市 ・吾妻 郡 の各 一部 長野 県 の50 Hz地域 -佐久 市 ・松本 市 ・大町 市 ・飯山 市 ・小諸 市 ・安曇 野市 ・下水内 郡 栄 村 ・下高井 郡 野沢温泉 村 ・北安曇 郡 小谷 村 ・北佐久 郡 軽井沢 町 の各 一部 [6]（供給 約款 上 は「長野 県 の一部 」とのみ表記 する）
また
東西 間 での周波数 変換 による相互 融通
2011
こうした
北本 連 系 線
しかし、
周波数 の精度
日本 の電力 会社 が目標 としている周波数 偏差 [26][27]北海道 50±0.3 Hz以内 、時差 3秒 以内 東 地域 50±0.2 Hz以内 、（東京電力 時差 ±15秒 以内 ）中西 地域 60±0.2 Hz以内 、（中部電力 時差 ±10秒 以内 、滞在 率 95 %以上 60±0.1 Hz）島嶼 部 沖縄電力 60±0.3 Hz以内 、時差 ±8秒 以内 [28]
北米 (NERC)年間 標準 偏差 （一 分間 平均 値 ）目標 値 [26]東部 ： 0.018 Hz以内 、西部 ：0.0228 Hz以内 - テキサス(ERCOT)：0.020 Hz
以内 - ケベック：0.0212 Hz
以内
欧州 (UCTE)年間 標準 偏差 （一 分間 平均 値 ）目標 値 - 50±0.04 Hz
以内 ：90 %以上 、50±0.06 Hz以内 ：99 %以上
- 50±0.04 Hz
世界 各国 の商用 電源 周波数
50 Hz・60 Hz併用 国
60 Hz
電化 製品 について
50 Hzでも60 Hzでもそのまま使 えるもの
音響 機器 ・映像 機器 のうち、テレビ受像 機 、ラジオ、ビデオデッキなど誘導 電動 機 ・同期 電動 機 が使用 されていないもの一般 的 にACアダプタを介 して本体 では直流 で受電 するもの[注釈 15]- パーソナルコンピュータや
周辺 機器 （内蔵 された整流 器 で交流 から直流 に変換 してから使用 している）[注釈 15] - エアコンや
照明 器具 でインバータ内蔵 のもの - トースター、
電気 コタツ、電気 毛布 、白熱 電球 など電気 抵抗 を利用 した熱 機器 掃除 機 、電気 ドリル（交流 整流 子 電動 機 のため）。
そのまま利用 可能 であるが、性能 が多少 変化 するもの（誘導 電動 機 のため）
冷蔵庫 - コンプレッサの
能力 は周波数 に応 じて変化 するが、冷蔵庫 はサーモスタットによって一定 の温度 を保 つように制御 することが前提 の装置 であるから、実用 上 の影響 は少 ない。 扇風機 （直流 電動 機 方式 を除 く）周波 数 によって風 量 に差 が出 る- エアコン（インバータ
式 を除 く） 冷蔵庫 と同様 。スイッチを入 れてから目的 の温度 に到達 するまでの時間 に差 が出 る。加湿 器 空気 清浄 機 - ヘアドライヤー
洗濯 機 水流 の強 さに差 が出 る（60 Hzのほうが水流 は強 く、汚 れが落 ちやすいかわりに布 痛 みが進 みやすい）が、実際 の製品 は、インバータ方式 でなくても電源 周波数 に応 じて制御 用 マイコンで電動 機 を回 している時間 を加減 するように作 られている。このため、1回 の洗濯 にかかる実際 の洗濯 時間 や消費 電力 量 は大差 ない(この為 各社 、カタログに50 Hz / 60 Hz別 の仕様 は記載 されておらず、義務 化 もされていない)。機械 式 タイマー使用 の2層 式 洗濯 機 では（現在 においても一部 ）、タイマー目盛 りが二 重 に印刷 されており、使用 する人 は自分 の地区 に合 わせて、洗濯 時間 を設定 するようになっている。
周波数 が違 うと利用 できないもの
インバータ
電源 周波数 に同期 して動作 するもの
電気 時計 （クオーツ時計 以外 ）使用 しても機器 自体 に危険 は無 いが、時刻 の正確 さに欠 けて使 い物 にならない（50 Hz機種 は60 Hz地域 では1時 間 当 たり12分 進 み、60 Hz機種 は50 Hz地域 では1時 間 当 たり10分 遅 れる）。モーター式 ではなくデジタル時計 の場合 、水晶 発振器 が高価 だったころには、10 Hzよりやや低 めの周波数 の発振 回路 を内部 に持 ち、50または60 Hzの電源 波形 でトリガをかけることにより強制 的 に10 Hzで発振 させるというような力 技 で、切 り替 えスイッチなしに50 / 60 Hz両 対応 の時計 を実現 していた例 もある。なお、時刻 ではなく一定 の時間 を計 るだけのキッチンタイマーなどでは、関東 用 と関西 用 の二 種類 の目盛 りをケースに印字 して、使 い手 は自分 の地域 のほうの目盛 りで時間 を知 るというものもあった。- レコードプレーヤーやテープレコーダーのうち、ACシンクロナスモータで、レコードの
回転 やテープ走行 スピードを一定 に保 っているもの - レコードやテープの
駆動 スピードが、時計 と同様 の変化 を起 こすので、再生 音 のピッチが原音 と違 うものになる。レコードプレーヤーの場合 はプーリーの交換 、テープレコーダの場合 はプーリーのベルトの掛 け替 え、さらにいずれの場合 も、進 相 コンデンサの容量 変更 などが必要 になる（異常 ではあるが、特 に細 かいことを気 にしなければ、音楽 として楽 しむことはできる。）。 電気 楽器 類 使用 しても機器 自体 に危険 性 は無 いが、約 短 3度 音程 の変化 がある。平均 律 で調律 された楽器 であればそのまま演奏 は可能 であるが、他 の正常 な調律 の楽器 との合奏 は困難 である。- ハモンドオルガン -
発音 機構 にトーンホイールを誘導 モーターで駆動 している電気 オルガンに区分 される物 はこの問題 が発生 する。真空 管 やトランジスタなどの発振器 を使 った電子 オルガンではこの問題 は発生 しない。
特定 の電源 周波数 専用 に設計 製造 されたもの
電子 レンジ所要 のマグネトロン出力 を得 るための倍 電圧 整流 用 に挿入 されている高圧 コンデンサーと高圧 トランスとで共振 回路 を形成 して昇圧 しているため、設計 周波数 と異 なる電源 が供給 されると高圧 トランスに流 れ込 む電流 が増 えて高 圧 トランスを焼損 する。また重大 な問題 ではないがターンテーブルの回転 に単 相 交流 モーターを使用 している機種 の場合 、ターンテーブルの回転 数 が変 わる他 、タイマーが電源 同期 型 であれば加熱 時間 が表記 と異 なってくる（周波数 が高 くなるほどタイマーは速 く回 る）。蛍光 灯 照明 器具 [29]- チョーク
形 ・漏 れ変圧 器 形 低 力 率 （グロースタート式 器具 ）の場合 、グロースタート式 の小 容量 のものは50 Hz用 のものを60 Hzで使 っても若干 暗 くなる（約 85 %）他 は特 に問題 は起 きないが、逆 に60 Hz用 のものを50 Hzで使 うとリアクタンスが低下 して磁励音 が大 きくなり、過 電流 のため蛍光 灯 ランプの寿命 が短 くなり、また安定 器 の過熱 の危険 がある。進 相 形 高力 率 （ラピッドスタート式 器具 ）の場合 、中 にコンデンサを挿入 して力 率 を改善 しているため、60 Hz用 のものを50 Hzで使用 すると従来 型 蛍光 灯 灯 具 と同 じく蛍光 灯 ランプ電流 の増大 でランプが短 寿命 になる他 、安定 器 に過 電流 が流 れて過熱 して危険 である。逆 に50 Hz用 を60 Hzで使 うと、コンデンサ電流 が増加 して安定 器 の過熱 に至 る危険 がある。
備考
なお、
このため、
なお、
脚注
注釈
- ^
本来 交流 発電 機 の容量 は、電圧 と電流 の位相 差 に相当 する力 率 を考慮 する必要 があるため容量 の単位 は実効 電圧 と実効 電流 の単純 な積 である皮相 電力 （単位 : VA）を用 いるが、まだ商用 交流 の用途 が電燈 であった時代 は負荷 が力 率 がほぼ1 (100 %) に等 しいことから、1 kW = 1 kVA とみなしても差 し支 えない。 - ^
小型 軽量 化 が求 められる旅行 用品 のため、体積 の割 りに容量 を大 きくできる単 巻 変圧 器 が多 いが、中 には電熱 機器 向 けのサイリスタ位相 制御 による実効 値 調整 形 の変圧 器 もある。 - ^
無論 、スイッチング電源 によるACアダプターなどで両 電圧 対応 機器 であれば変圧 器 は不要 である。 - ^
放電 を安定 化 させる安定 器 の至 適 巻数 が周波 数 によって異 なるため。後述 の、設計 周波数 より低 い周波数 が供給 された場合 の焼損 対策 として出荷 時 は低 い周波数 の50 Hz側 にスイッチが倒 してある。 - ^
日本 で上市 されている電力 量 計 には周波数 共用 で計量 法 検定 対応 のものは無 い。 - ^ 2011
年 の東日本 大震災 後 に政府 が行 ったシミュレーションで50 Hzの地域 をすべて60 Hzに変更 した場合 、電気 事業 者 の設備 交換 費用 で約 10兆 円 、かつ発電 設備 の周波数 変更 の工事 期間 は40年 以上 になる見込 みであることが試算 されている[4]。 - ^ この
他 に北海道 千歳 市 の一部 （支笏湖温泉 一帯 ）が60 Hz地域 だが、これは王子製紙 の自家用 発電 所 から電力 の供給 を受 けていることに起因 する。 - ^
沖縄電力 は、電力 系統 が他 電力 会社 と連 系 していない単独 系統 であるため。電力 系統 も参照 のこと。 - ^
予算 ベースだが、佐久間 ・東 富士 の既存 周波数 変換 所 の計 90万 kWの増強 には工事 予算 1,854億 円 が見積 もられた[9]。 - ^ このため
許容 された範囲 を超 える周波数 低下 を検出 した場合 、電力 網 からタービン発電 機 を分離 （解 列 という）する仕組 みが備 わっている。この場合 他 の発電 機 が需要 に見合 う出力 を送電 網 のインピーダンスに応 じて負担 するが、発 変電 所 での調整 が間 に合 わない場合 は連鎖 的 に次々 と発電 機 が電力 網 から脱落 していく系統 崩壊 現象 が起 き、最悪 、ブラックアウト（電力 網 全体 で停電 ）となる危険 性 がある[19]。 - ^
周波数 変換 所 は片方 の系統 の周波数 が低下 した際 に、他方 の系統 が健全 であることを条件 に、あらかじめ設定 した電力 を瞬時 に送電 する機能 を具備 している[21]。しかしながら周波数 変換 所 は他方 の系統 の電力 を周波数 を変換 して回 すだけの仕組 みであり、系統 崩壊 を起 こすと周波数 変換 所 から送電 不能 に陥 るため（この制約 により北海道 胆振 東部 地震 では北本 連携 線 は機能 しなかった）、東西 どちらの電力 系統 にも適切 な場所 に供給 予備 力 となる発電 所 を置 くことが肝要 である。 - ^
阪神 ・淡路 大震災 の当日 、関西電力 管内 の周波数 が60.45 Hzまで瞬間 的 に上昇 した。 - ^
発電 機 につながるタービンへの蒸気 流量 は、本質 的 に燃料 の投入 量 により変動 する。 - ^
水力 発電 での水量 調整 は調 速 機 の司令 によってなされるのが大半 である。水車 発電 機 の慣性 モーメントの大 きさおよび磁気 回路 容量 の大 きさも相 まって、水力 発電 所 は系統 の周波数 変動 に対 する即応 調整 力 としてしばしば活用 される。 - ^ a b もちろん、ACアダプタや
電源 ユニットが50 Hz / 60 Hz両 対応 でなければ意味 がない。これらのほとんどは、アメリカ国内 やアメリカ大陸 とヨーロッパとの間 で共通 使用 できないと不便 であることからヘルツフリー・複数 電圧 対応 であることが多 いが、降圧 回路 にトランスを使用 しているものとなると、絶対 ではない。
出典
- ^ a b c
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関連 項目
外部 リンク
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