電力ケーブルのインピーダンスの計算方法をおしえて

質問

２２Ｋｖ～３．３Ｋｖの短絡電流計算をしたいのでインピーダンスの計算方法を教えてください。

回答No.3

assamtea · ベストアンサー

こんにちは。

ケーブル計算は、架空線に比べて面倒です・・・
架空線では、Ｌ分を考えれば大体良いですが、ケーブルではＣ分が
無視出来なくなってきます。

また、色々な計算を行おうとした場合、対称座標法を用いるので
正相の%R,%L,%Cだけでなく、零相、逆相の値も欲しくなると思います。

しかし、電線便覧には通常、電気抵抗しか書かれていないので、
静電容量とインダクタンスは計算しなければなりません。

日立の電線便覧には、電力ケーブルの最後の付録に電気常数
計算式という頁があり、計算方法が乗っていますのでとりあえず
参考にして下さい。

＃２の方の書かれている回答、日立の便覧に載っている式は、有名
な新田目倖造さんの書かれている、電気書院　発行の「電力系統
技術計算の基礎」の９章に詳しく書かれています。

具体的な計算方法ですが、

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

Ｃ＝0.2413×比誘電率／（ln（シース外形／導体外形））μF/km

比誘電率はCVの油浸絶縁層の場合3.6を使います。
他の物も電線便覧に書かれています。
ｌｎ(x)＝Logｅ(x)

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

Ｌは、多心ケーブル、単身心ケーブルの２線隣接配列・３線三角形
配列、または単心ケーブルの３本平行布設で変わってきます。
日立の便覧を参考にして欲しいですが、多心ケーブルですと

Ｌ＝0.2×ln（２×導体中心距離／導体外径）＋0.05　mH/km

となっています。

また、常時シース電流を無視すればケーブルの正相、逆送リアク
タンスは架空送電線と同様に考える事が出来ます。

＃２での計算は、架空送電線路の計算方法そのままですが、考え方
は同じで、ケーブル布設の実態に合わせて計算するのが結構実測に
近い値となります。
これは、電力系統技術計算の基礎に詳しく解説されています。

具体的には、

Ｌ＝0.460517×log（等価相間距離／電線幾何学的平均半径）　mH/km

等価線間距離＝（D12×D23×D31)^(1/3)
（トリプレックスの場合はシース外径－導体外径）

電線幾何学的平均半径＝　詳しくは先の図書の付録を参考にして下さい。
（トリプレックスの場合は0.7788×導体半径）

＃２の回答では最後に0.05が加算されていますが、これは
電線１条の導体内部インダクタンス／１相当りの導体数で
架空線では一般的に、導体内部のインダクタンスとして
0.05が使用されるものですが地中ケーブルでは付きません。

お礼

いろいろ教えていただいてありがとう
早速計算をして見ます。

回答No.2

kenkenda

追記
どうも失礼いたしました。
けれど、若干でもそれらの点を記入してくだされば。

インピーダンスの計算を行うために、線路定数の知る必要が有ることは明白です。
１．抵抗
直流抵抗ばかりでなく、表皮効果・近接効果と温度係数を考慮して交流時
の抵抗を求めます。
２．リアクタンス
電線の太さ・電線間の距離から決まります。

Ｌ＝０．０５＋０．４６０５ｌｏｇ10 ２Ｄ／ｄ（ｍＨ／ｋｍ）

Ｄは等価線間距離（ｍ）で

Ｄ＝３√Ｄ１＊Ｄ２＊Ｄ３

ＸL＝２πｆL＊１０の３乗（Ω／ｋｍ）：リアクタンス

このようになるはずですが、送電線・ＣＶケーブルとではそれぞれ異なる
はずです。

一般の本では現実の計算式の求め方を載せている本が少ないように思いますが、
当方は、ＣＢメーカーのカタログ、オーム社の「現場の電気計算技法」と言う
本がとても参考になりました。

だいぶ前に自分の変電所の短絡電流と協調曲線を作成しましたが、この辺に
なるととたんに本が少ないと思います。
メーカーでも、この程度内容と実務を兼ね備えた人間を育てるのに１０年は
かかると聴いたことが有ります。

同じ５０台として、活躍を期待します。

お礼

失礼しました、質問内容が不足していて。
早速計算してみます。

回答No.1

kenkenda

貴君は学生でしょうか。
電気を任としている私には、軽く質問しているなと感じてしまいます。

配電線なのか、自家用設備なのか、
それこそ数冊の本になるくらいの内容です。

対象座標法で計算します。
また、電源からの短絡点までのインピーダンスを求める必要が有ります。
インピーダンスの計算方法としてはオーム法・単位法・百分率法が有ります。
あとは、もう少し質問の内容を明確にして質問してください。

補足

学生ではありません。だってもう５５歳です・
技能伝承で受電関係（配電線）の保護継電器の整定方法のテキスト作成しています。
前後インピーダンス（％Ｚ）は、わかっているのですが、２２Ｋｖのケーブル（ＣＶＴ）の計算方法が電線便覧その他を見てもどの計算式で求めるのかわかりません。ωＬ（Ω／Ｋｍ）が特にわかりません。計算式とどの定数を使用して求めるのか　　　よろしく