電力系統の遅れ力率について

質問

電力系統や配電線系統で遅れ力率にしなくてはいけないと聞きました。全然分からないのですが、なぜ遅れ力率にしないといけないのでしょうか？何か問題が発生するのでしょうか？

回答No.8

noname#17844

力率にはご存じの様に、遅れ・進みがあります。　　　　(1)遅れ力率の場合、送電端電圧より受電端電圧が低くなります。
(2)反対に、進み力率の場合、受電端電圧の方が高くなります（フェランチ効果という）
以上の様に、進み力率で受電端電圧が高くなると、ユーザー側の機器への影響（破壊等・・）があります。
通常、ユーザーの負荷の80%以上が電動機（誘導負荷：遅れ力率）であるため、受電端電圧が低くなっており問題はありません。しかし、力率を改善するため、高圧コンデンサを接続しております。夜間、又は電動機不稼働時に、高圧コンデンサを接続したままの状態では受電電圧が上昇し機器への影響があります。
また、負荷端が無負荷の場合でも、送配電線の対地間容量（コンデンサ分）で受電端電圧が上昇致します。

回答No.7

tnt

shiritaiさんから、質問がありました。
回答者同士の会話は規約違反かなとも思うのですが、
放っておくのもなんですので、一応回答しておきます。

まあ、絶対に無い　ということではないですね。
しかし、現実にはシャントリアクトルは
問題が大きく、シャントコンデンサのように
気軽には使えないので、
配電線レベルでは使用することはまずありませんので
このように回答しました。

どういう問題かと言いますと、
スイッチのＯＮ／ＯＦＦで誘導による高い電圧が生じて
しまうのです。
進相コンの様に気軽には使えません。
（高い電圧が発生して機器を壊します。
　フェランチ現象なんて、この現象から見れば
　無視できる電圧範囲です）

yahooでシャントリアクトルで検索してみて下さい。
リアクトルのｏｎ／ｏｆｆだけでなく、
普通の送電ｏｎ／ｏｆｆ時の問題点も
未だに学会で検討されている状態です。

シャントリアクトルが大々的に実用化されているのは
発電所／変電所ですが、
これは送電線の線間容量で進相してしまうのを
補償するためで、固定値の物が入れっぱなしに
なっています。
この場合、送電線のインダクタンスがありますから、
ここであれば入れても需要家の受電電圧が
上がる事は無いので、実用化されています。

また、参考ＵＲＬの様な製品も開発されつつありますが、
大がかりであり、不調相の問題もあるため
手軽に使うことはできません。

参考URL：

http://www.kyuhen.co.jp/tecnical/page5.htm

お礼

シャントで調整できると思っていました。ありがとうございました。勉強します。

回答No.6

noname#9369

下記ＵＲＬの問題と解答を参照にしてみてくださいな。

４．R-L直列インピーダンス回路演習問題
６．R-C直列インピーダンス回路演習問題

　交流電源において抵抗はＬ分を含みます。抵抗の大きさに比例してＬ分も増加します。照明、モーターしかり、負荷は、おのずと遅れ力率になるんです。
　力率とは、電気の質と思って頂いて結構です。力率を100％（純度100％のエネルギー）に近づけるほど、その負荷である照明や動力は、もてる能力を効率よく発揮してくれます。省エネにも貢献します。

　分かりにくければ、専門書の購入をお勧めしますよ。
絵解きで、頭に入りやすいと思います。
　オーム社や電気書院が有名ですね。
　また工業高校(１年生くらいかな？）の教科書でしたら、専門書の半額くらいで手に入るので、これもお薦めしときます。電気・電子の道は一日にしてならずです。(^.^;

参考URL：

http://www3.ocn.ne.jp/~egroup/mono/monoindex.html

お礼

良いHPをありがとうございます。しっかり勉強したいと思います。助かりました。

回答No.5

shiritai

＃２です。
すみません、ちょっと調べてみましたがＨＰは見つかり
ませんでした。
電験とかの本には載ってるかもしれません。

書き方は
(1)受電端電圧Ｖｒを基準にする（ｘ軸とする）
(2)進みの電流Ｉを書く（第１象限になる）
　（ただし、一般的には遅れなので第４象限が普通）
(3)送電線のインピーダンスＺ＝R+jXなので、
　電流Ｉによる電圧降下分Ｖ’のベクトルを書く。
つまり、受電端の電圧をＶｓとすると、
Ｖｔ＝Ｖｓ-Ｖ’より、Ｖｓ＝Ｖｔ＋Ｖ’となるから
Ｖ’はＶｔに矢印を加える。
ＲによるＶ’はＩと同じ向き、ＸによるＶ’はＩと+90度の
方向。（この+90度の方向が重要です。遅れとか進みという
意味ではないです。あくまでＸによる分です。）
(4)Ｖｔ+Ｖ’がＶｓ（受電端電圧）となる。
　ここで、ＶｔとＶｓの長さが電圧となるので、Ｖｓの
方が短くなると受電端の方が電圧が高くなります。

電流の大きさが小さいときにこのようになると思います。
書いてみればわかると思います。

お礼

ありがとうございます。一度紙に書いて理解したいと思います。助かりました。

回答No.4

noname#9369

ご存じと思いますが…電気料金のうち
基本料金＝契約電力［kW］×単価［円/kW］×（1.85－力率）
となっているので、受電力率を100％とすると基本料金が15％割引になります。逆に85％を割ると1％ごとに料金が割り増しになっていくシステムですよね。（実際は95％以上で100％とみなしてくれる）
　一般的に電気設備は遅れ力率(80～85％程度)なので、需要家は進相コンデンサ等力率改善器を設けます。この力率改善により、夜間等負荷電力減少の場合に進み力率（100％以上）になり受電電圧上昇などの問題が出てきます。
　これをフェランチ現象といいます。電力会社の配電線の電圧を上昇させる現象です。こうなるとこれに連なる負荷末端まで、電圧が上昇するので、電気製品の定格電圧をオーバーしたりして寿命を縮めたり、故障の原因となります。また、高調波を発生していた機器は、さらに高調波を拡大させたりします。
　現場で、2000KVAのコンデンサ設備を夜間、フル稼働させたところ、6.6kVだった電圧が、7.4kVまで上昇しちゃいました。(^.^;

お礼

ありがとうございます。良く分かりましたが、まずは遅れ力率と進み力率を理解したいと思います。よいHPはございませんか？

回答No.3

shiritai

tntさんに聞きたいんですが、
シャントリアクトルをつけると遅れ力率にできるんじゃ
ないのでしょうか？

回答No.2

shiritai

「遅れ力率にしなくてはいけない」と書いてありました？

それならおそらく、軽負荷時のフェランチ現象を抑制
する為だと思います。

進み力率で、軽負荷時（送電線に流れる電流が少ない時）
には、送電端より受電端の方が電圧が高くなることが
あります。ベクトル図を書けばわかると思いますが
文章だけだと難しいかも・・・。
これがフェランチ現象です。

送電端の電圧は決まってる、というか制御してだいたい
一定にしていますので、受電端の電圧が高くなるという
ことは、機器に高い電圧がかかってしまい絶縁破壊して
しまうおそれがあります。

こういうことだと思います。

自信は、少しだけあります。

お礼

ありがとうございました。是非ベクトルで理解したいと思います。よいＨＰ等はございますか？

回答No.1

tnt

遅れ力率だと、進相コンデンサで簡単に
補正ができます。
進み力率を補正する（力率１００％にする）方法は
ありません。

お礼

ありがとうございました。