短絡比 (同期発電機)
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高い短絡比を実現するには、リアクタンス を低くする必要があり、これは実用上、より大きな空隙（エアギャップ）を設けることを意味する。[5]
短絡比が高い場合と低い場合、それぞれに利点がある。[6]
- 短絡比が低い場合：
- 短絡が発生した際、電流は短絡比に比例するため、短絡比の低い発電機は保護装置が少なくて済み、安価になる。
- 空隙を狭くでき、励磁磁界も小さくできるため、発電機のサイズ（およびコスト）を抑えることができる。
- 鉄と銅の使用量を削減でき、コストが低下する。
- 短絡比が高い場合：
- 短絡比の高い発電機は過負荷時により多くの電力を供給でき、事故発生時のシステム安定性を向上させる。
- 負荷が変動（振動）した際の電圧変化が本質的に小さくなり、システムの安定性に寄与する。
- 同期化力が大きいため、発電機の並列運転が容易になる。
したがって、実際の発電機設計では、特定の用途における利点と欠点のバランスをとる短絡比が模索される。[7]
短絡比は、機械の電気的な剛性（同期係数とも呼ばれる[8]）の尺度である。同期係数は短絡比に比例する。[9] 剛性の高い機械は短絡比が高く、ネットワークとの結合が比較的緩やかで、追従が遅くなる。短絡比が低く剛性の低い機械（現代の発電機では一般的）は、系統に対してより速く追従する。[3] 剛性とは、電力角の変化に対する出力の変化の比率である。例えば、系統周波数が低下した場合、剛性の高い発電機はより多くの電力を供給し、システムの安定性に貢献する。[8]