進相コンデンサは無効電力を消費するし供給もする?!

皆さまお疲れさまです。

参考書で勉強していると、結構なところで説明が省かれて結果のみが書かれているところがありますよね。

私が自己流で対処していたところを定期的に『独自解釈』というカテゴリで記事にしていますが、まだ記事にしていないところで質問をいただきましたので、今回はそれについて書こうかと思います。

進相コンデンサは進相無効電力を消費する?供給する?

進相コンデンサは進相無効電力に関係がありますが、消費する側でしょうか?それとも供給する側でしょうか?

一見単純なようで、実は整理するのが難しいところかと思います。

これを考えるには、進相無効電力を基準に考えるのではなく、進相コンデンサを負荷と見るか、発電機と見るかで整理していくのがポイントです。

進相コンデンサを負荷と見る

  •  送電端から進相コンデンサまでの負荷電流の位相差は0
  • 進相コンデンサ以降の負荷電流は遅れ

という単純な系を考えます。

要は、進相コンデンサによってちょうど良く力率改善ができている系を考えます。

このとき進相コンデンサには進相電流が流れ込みます。

ちなみに、進相コンデンサが進相電流を系統から要求することで、負荷が要求する遅れ分を相殺しているという見方もできます。

よって、進相コンデンサは進相電流、つまり進相無効電力を消費します。

進相無効電力を要求するという言い方もあります。

進相コンデンサを発電機と見る

先程と同じ系を考えます。

このとき左端の発電機は、有効電流(有効電力)しか供給していないことになります。

でも、負荷は有効電流に加えて遅相電流も要求していますので、進相コンデンサは負荷に対して遅相電流、つまり遅相無効電力のみを供給していることになります。

分路リアクトルはこの逆

分路リアクトルも同じように

  • 負荷として
  • 発電機として

と場合分けして考えると対処することができます。

分路リアクトルを負荷と見る

ここでも

  •  送電端から分路リアクトルまでの負荷電流の位相差は0
  •  分路リアクトル以降の負荷電流は進み

という単純な系を考えます。

このとき分路リアクトルには遅相電流が流れ込みます。

よって、分路リアクトルは遅相電流、つまり遅相無効電力を消費します。

遅相無効電力を要求するという言い方もあります。

分路リアクトルを発電機と見る

先程と同じ系を考えます。

このとき左端の発電機は、有効電流(有効電力)しか供給していないことになります。

でも、負荷は有効電流に加えて進相電流も要求していますので、分路リアクトルは負荷に対して進相電流、つまり進相無効電力のみを供給していることになります。

別のお手軽方法→3種向け!

別の方法として、1パターンのみを暗記して他に展開するというのもあります。

当たり前ですが、その暗記が定かでなくなると、全てのパターンを押さえることができなくなります。今回は忘れようのないところを起点にしていますが。

例えば、『進相コンデンサ進相無効電力消費する』を押さえておきます。このとき1箇所を逆転させると、もう1箇所も逆転させれば正しい表現になります。

『1を引く→-1を足す』『マイナスとマイナスをかけるとプラスになる』のようなものです。
1箇所だけ変えると間違った表現になります。

進相コンデンサはどっちの無効電力を供給するのか?というのを知りたいときは、

進相コンデンサ進相無効電力供給する』(1箇所変えた)

を作ってから

進相コンデンサ遅相無効電力供給する』(2箇所変えた)

とします。

もう少し例題を出します。

次に、分路リアクトルは遅相無効電力をどうするのか?というのを知りたいときは、

分路リアクトル進相無効電力消費する』(1箇所変えた)

を作ってから

分路リアクトル遅相無効電力消費する』(2箇所変えた)

とします。

まとめ

前半の説明のように、視点を変えて調相設備を見ることで、

  • どういった無効電力を消費するのか
  • どういった無効電力を供給するのか

と考えることができます。

一方で、楽したい方や電験3種を受験する方は暗記ベースでも十分に対応できます。が、電験2種を受ける方は送電系の問題をほかにも解いたりしますし、前半のようにきっちり各素子の性質を押さえた理解をしておいた方がベターです。

それでは次回!

コメント

  1. 梅三郎 より:

    待ってました。ありがとうございます。
    じっくり勉強し、記憶に焼き付けます!

  2. 匿名 より:

    『分路リアクトルは進相無効電力を消費する』(1箇所変えた)

    を作ってから

    『分路リアクトルは遅相無効電力を消費する』(2箇所変えた)

    とします。

    ここ 間違えてませんか?

    • ケンタ より:

      >匿名さん
      いつもご指摘ありがとうございます。
      『分路リアクトルは進相無効電力を消費する』が間違っているということでしょうか?
      1箇所を変えただけでは確かに間違っていますが、2箇所変えれば正しくなるということを言いたかったのです。