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送電系統の電力損失を軽減させる方法を教えてください。よろしくお願いします。

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A 回答 (13件中1~10件)

こんばんわ!!


解る範囲で・・・

電力損失Wは、I^2Rで求められることから、I若しくはRをどのように少なくして同量の電力を供給出来るかってことになります。すると、
1)電力は、電圧×電流であることから、送電電圧を上げる
2)電線を太いものにする。電線を作る物質を変える(銅以外を利用する)、多導体化を行いリアクタンス成分をすくなくするなどに考慮してインピーダンス成分の低減を図る
3)電圧と電流の位相差を限りなく零に近づける(力率コンデンサー、直流送電方式など)

以上、結果的には、#1さん、#2さん、#3さんの意見を違う表現で述べたに過ぎないものとなりました。(それなら答えるなよ~って言われそうですが・・・)

ご勘弁を・・・
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思いっきり的外れな回答なので無視してください。



分散型発電システムによる系統連系方式も間接的に減らせます。
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変圧器のロスについてももちろん検討されています。


しかし、例えばヒステリシス損(鉄損)の少ないアモルファス製のトランスなどは、高価であり、非常に重くて工事も難しく、支持物にも負担がかかります。
このようなことで、一方でコストを低減しても他方でコストが増えてしまいます。

 CO2の減少と言うことについては、原子力発電比率の向上や、脱炭装置の普及などにより取り組まれていますが、この問題については社会全体で見るべきであって、例えば化石燃料に頼らないような取り組みが必要ではないでしょうか。
そのような目で見れば、排気量の大きなマイカーなどは何らかの対策が必要に思えてなりません。
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送配電で考えたとき、電力損失の約半分はトランスで発生しているとある書物にかかれていました


ということは、柱上トランスの損失を低減する手法についても考慮する必要があると思いますが、如何でしょうか?
なお、電力損失軽減の目的が電力会社の運転コストミニマムを目指すのか、例えばCO2排出量ミニマムを目指すのかによっても手法は異なってくると考えます
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単に電力損失を軽減させたいのなら、いままでの回答でほとんど出尽くしているのではないでしょうか?



他にはといえば、多相交流を採用する程度でしょうね。
(現行の3相交流方式は、銅量と最大搬送電力のバランスからこれが採用されているからです。そう言う意味では、直流送電は設備利用率が低いといえます)

何が言いたいかというと、実際の送電設備はコストと送電効率のバランスの上に成り立っていると言うことです。
太い電線を使えば、それに見合う強度の鉄塔が必要となるでしょうし、銅量もバカになりません。これらは投資コストに跳ね返ってきます。
実際の送電設備の設計では、設備投資と運用コスト(電力損失)の見合いによる採算比較で行われています。
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送電系統というのがどの部分を指すのわからなかったので、普通の特高需要家内のフィーダーについての回答をしてみます。

ただ、他の方々がほとんど?(全部?)記載しておりますので必要ないかと思いましたが発言したかったので具体的な数値をいれ変化をつけてみました(^^;

・電力損失は、I^2Rで求められます。

・フィーダーの電力損失低減には、

1.フィーダーの抵抗分の低減
(1)線路恒長短縮による線路抵抗低減
  効果:短縮分に比例する。
   例:線路恒長を元の1/2倍にした時、電力損失は元の1/2倍

(2)多回線フィーダーへ変更による線路抵抗低減
  効果:パラになることで抵抗が減った分に比例
   例:同サイズ、同恒長のフィーダー接続で、電力損失は元の1/2倍

(3)フィーダーの太線化
  効果:導体面積増加による抵抗低減分に比例
   例:元フィーダーの2倍サイズ(sq)にした場合、基本的には電力損失は元の1/2倍

2.フィーダーに流れる電流の低減
(1)送電電圧の昇圧
  効果:昇圧した倍数の逆数に比例
   例:3KVから6KVへ変更した場合、電力損失は電流が元の1/2倍になる為、1/4倍
※但し、その為には全ての高圧機器(Tr,高圧モーター,SC,変成器,開閉器等々)を6KV用に変更しなければいけないため工場規模によっては工事量が多すぎて採算が合わず、却下されます・・・

(2)進相コンデンサ(SC)の設置
  効果:力率改善倍数の逆数の2乗に比例
   例:力率遅れの50%をSCにより、100%にした場合、電力損失は電流が元の1/2倍になる為、1/4倍

***補足***
フィーダーに流れる電流を抑制した場合、フィーダーの電力損失は電流の2乗に比例する為、抑制量によっては大きく損失が減るわけですが、それと同時に一次にある変圧器の負荷損失も減ります。この負荷損失も同じように電流の2乗に比例しますので、例えば、
66KV→6.6KV→210Vの電気工作物で、6.6KV/210VTr二次にコンデンサを設置し、力率を遅れ50%から100%に変更した場合、特高から低圧までに至る回路の損失は、
・6.6KV/210VTrの負荷損失が1/4倍
・6.6KVフィーダーの電力損失が1/4倍
・66KV/6.6KVTrの電力損失が1/4倍
となります。
但し、実際は例のような単独回線はほとんどなく高圧部で多回線フィーダーとなりますので、総合的にみた場合の算出は難しいのですが・・・
また、コンデンサは基本的には高圧回路(私の会社では、高圧部の送電端と受電端)に設置されます。

以上、わかり辛かったらすみません(^_^;
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>>wan_wan殿


>私のカキコは、#1、#2、#3、#5さんの意見を別の意見で述べただけのことでした
別に「だけ」だと卑下する必要もないでしょう。補足されているワケですから。
ついでに、>>4の2項ですが多導体方式などで抑制できる損失にもう一つコロナ損があります。と言っても、
コロナ対策をしない場合でも損失量としては知れてそうなんですがどうなんでしょう? 障害問題上は対策
しないわけにはいかないでしょうけど・・・

>余りに負荷に直近すると~
これについては別問題でしょう。発電場所=使用場所であることは送電損失を抑制する上で理想的です。
問題は距離的なものではなく、分散されて小規模な発電形態になると効率が悪くなる点では。

>発電機で電気を作って、モーターを回す。
これは確かに効率面では悪いのですが、電気の特徴として「制御し易い」ことが挙げられますから、また
違った側面があるのだと思います。
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すみません。


そんなことはありませんとは、#5さんが”期待された回答から外れているかもしれませんけど,私の頭の中には以前に回答された方々の答以外にはこれしかありません。”と、書かれていたので、そんなことはありません。同感いたしますってことです。
誤解なきよう。

失礼いたしました。
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そんなことはありません!!



例えば、雷対策をどのように行うか?って問題があったとします。
答えを分類すると、
1)雷に耐える設備を作る
2)雷が発生してもその影響を伝えない設備を作る
3)雷が発生してもその影響を受けない設備を作る
の3つに分類できると思います。
即ち、発生を抑える、伝達を抑える、耐量を確保すると言えるのではないでしょうか?

で、housyasei-usagiさんの仰る通りインピーダンスを低減させる方法として亘長を低減させる。即ち、負荷の直近で発電する方法もあります。但し、余りに負荷に直近すると、エネルギーの発生源と消費場所が離れた場所にある場合に最もエネルギー伝達方法の効率がよい電気を使う意味が減少し、直接力学的な伝達を行う方が効率がよくなります。例えば、自動車の場合。
発電機で電気を作って、モーターを回す。これは効率がいいとは言い切れないのでは?と思います。
電気による送電(エネルギーの発生源と消費場所の間の物理的距離による伝達効率)が有利になるのはある程度の物理的距離が必要になります。
例えば、冬の部屋を暖める場合、部屋全体を暖めるには、ガスファンフィーターを使う方が効率がよく、寝る時には、電気毛布が効率が良いって感じでしょうか?
今回、#5さんのカキコを読んで、私が学んだことは、色々な視点から物を見る必要があるってことですね?

#4でも述べましたが、私のカキコは、#1、#2、#3、#5さんの意見を別の意見で述べただけのことでした。

#1、#2、#3さんの意見、#5さんの補足は、的を得ていると思います。
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 電気を使うところに発電所を作る。

これが一番送電効率が良いかと思いますが,そうかと言って,都会に原発作ろうとしても,立地問題とか地域の反対で難しいでしょうが。

 期待された回答から外れているかもしれませんけど,私の頭の中には以前に回答された方々の答以外にはこれしかありません。
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Aベストアンサー

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例えば、送電線部、配電線部、変電所部、変圧器部など。
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よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

総合損失率=所内損失+送配電損失
     =発電所内の損失+(変電所の損失+送配電線の損失)

発電所内の損失は以外に多い
      
500kV変電所 275kV変電所 (ここの電圧は電力会社により違う)
(発電所内)
 
1次変電所
2次変電所
配電用変電所  6600Vになる
お家に変換する変圧器

通常5回変圧器を通ります送配電損失分は1次変電所 以下なので4回

http://www.jmf.or.jp/japanese/energy/7_1_04.html
50HZ
単純に0.992の4乗=0.9606
約96.1%
60Hz
0.9934・・・=0.9674
96.7%

配線損失

残りは配線でもね これは距離によってかなり違いがあります
管内が広い東北電力だと3%位は配線でロスが出ます
で7%位ですね

狭いってか発電所から近い中部電力だと
1。5%位で4.8%位となりますね

日本平均は5.6%とすると
2%位ですから


まあ、こんなもんじゃ無いですか・・・

でも変圧器は全負荷時の計算ですから・・・・・
実際はもうちょっと上がるですが・・・
変圧器の効率を0.1程度下げないといけないでしょうね

平均の電力値で計算しないといけないが
計算するすべが無いので・・・

さらに6600Vで受電してる所があるので・・・・
この辺を考慮しないと・・・


大口電力が中部電力は48%ですから半分とすると
顧客の半分は3つですね変圧器が・・最後の1個は客側ですから
3条と4乗の平均は
3条 0.9738
4乗  0.9674
0.9706
なので 97.06ー各種スイッチ0.2(接触ロス)

96.86
3.24%さら最大では無いので
0.35パーセント加味

3.59%

で50Hzと60HZの平均をとらんといけない
0.3%増やす

3.89%  

計算結果は
となったが  

3.89%  +送電線損失=送配電損失 5.6%

以外に送電線のロスが少ないんだ・・・・

との簡易計算となったが・・・・
      

総合損失率=所内損失+送配電損失
     =発電所内の損失+(変電所の損失+送配電線の損失)

発電所内の損失は以外に多い
      
500kV変電所 275kV変電所 (ここの電圧は電力会社により違う)
(発電所内)
 
1次変電所
2次変電所
配電用変電所  6600Vになる
お家に変換する変圧器

通常5回変圧器を通ります送配電損失分は1次変電所 以下なので4回

http://www.jmf.or.jp/japanese/energy/7_1_04.html
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VCBとVCSの違い、用途・使い分けについて教えてください。真空遮断器、真空電磁接触器のそれぞれの特長、メリット・デメリット等教えて頂ければ幸いです。よろしくお願い致します。

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遮断器は短絡事故電流を遮断できる能力があります。
たとえば、100kVAのトランスの2次側6kVに設ける遮断器に流れる定格電流は約9Aですが、遮断器の出側(負荷側)で短絡した時には300Aくらいまで流れます。
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真空遮断器は接触子を急速に離し、真空中でのアーク消滅を行います。
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真空接触器はモーターの運転などの突入電流(定格電流の6~8倍)の電流での遮断能力を持ちますが、短絡電流を遮断する能力はありません。

短絡電流は電力用ヒューズを用いる場合も多く、接触器(コンタクタ)と組み合わせたものをコンビネーションスタータといいます。この場合短絡電流はヒューズで遮断し、フューズで遮断されるまでの数サイクル(数10ミリセカンド)の短絡電流にだけ耐えるような接触器の設計を行います。

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発電所からユーザまで送電する際、途中で高電圧にする理由は「ロスを少なくするため(電流を小さくするため)」と聞いたことがあります。

しかし電線の抵抗Rが一定であれば、

 I=V/R

であり、電圧を上げれば、単に電流が増えるだけと思うのですが・・・
どういう仕組みになっているのでしょうか?

Aベストアンサー

 ここまでにI=V/RとP=VIの式が出てきました。これを別々に考えることはないです。
 念のためにPは電力で単位はワット(W),Vは電圧で単位はボルト(V),Iは電流で単位は(A)です。

1.I=V/Rを変形すると,V=IRとなります。

2.P=VIに代入すると,P=IR×I=I^2×Rとなります。電圧が消えてしまっていることに注目。電圧は損失に関係なくなります。送電効率を上げるには電流か抵抗を減らせば良いのです。

3.送電線はそのままで変わらないとして,送電線の損失はI^2×Rで求められます。(厳密に言えば金属の抵抗は温度が上がれば高くなります。)

4.送電線の抵抗が10Ωとして,電流が100Aとします。すると,送電線の損失はP=I^2×Rなので,100×100×10=100000W=100kWとなります。

5.同じ電力を送るならトランスで電圧を上げると電流が下がります。P=VIの式です。

6.電圧を100Vから10000Vの100倍に上げると,P=VIで同じ電力を送るのに電流は1/100の1Aとなります。

7.ここで,4.に戻ると10Ωの送電線の損失はP=I^2×Rなので,1^2×10=10Wとなります。

8,電圧を100倍にすると,送電線損失が1/10000になります。

 以上,既出の計算式での説明です。厳密に言えば電圧を上げるとコロナ放電とか,充電電流の増加,トランスの効率とかのマイナス要因も出ては来ますが。
 このレベルになると私の知識で回答不可能。結局,これらのマイナス要因を考慮しても送電ロスが減るから高圧で送電するのです。

 さらに付け加えると,送電線の三相交流なのでP=VIでなく,P=√3・VIcosφとなりますけど。まあ,これは次のステップですので,読み流して下さい。

 ここまでにI=V/RとP=VIの式が出てきました。これを別々に考えることはないです。
 念のためにPは電力で単位はワット(W),Vは電圧で単位はボルト(V),Iは電流で単位は(A)です。

1.I=V/Rを変形すると,V=IRとなります。

2.P=VIに代入すると,P=IR×I=I^2×Rとなります。電圧が消えてしまっていることに注目。電圧は損失に関係なくなります。送電効率を上げるには電流か抵抗を減らせば良いのです。

3.送電線はそのままで変わらないとして,送電線の損失はI^2×Rで求められます。(厳密に言えば金属...続きを読む

Q地方上級公務員の電気職の仕事内容について

地方上級公務員(市役所)の電気職に興味があるのですが、
募集要項などを見ても簡単にしか書いておらず、
具体的にどのような業務を行うかがよくわかりません。

一般的な市役所の電気職はどのような業務を行うのでしょうか。
また、大学では主に電気工学を学んでいるのですが、
それを具体的にどのような業務で活かせるのでしょうか。

現職の方、もしくはご存知のいましたら、
回答の程、宜しくお願いたします。

Aベストアンサー

忘れてた。
その市が特定行政庁(限定でなく特庁)であれば、建築指導担当部局への配置もあります。
電気だけでなく機械設備一式の担当です。
主な仕事は、昇降機の確認申請のチェック、昇降機含む設備の定期報告の対応あたり。
やはり設備全般をまかせられます。
建築だと専任ですが、電気技師では審査と指導の二股ですね。
電気だけしか知らない、では通らないので、研修で設備全般の知識を叩き込まれます。
設備一級建築士と対等に渡り合えなければなりません。
全般的には民間よりハードです。
公務員は給与も下がりぎみ、福利厚生もダウンが確実。
今時は人事考課で良好な勤務成績だと昇給が早いですが、給与の原資は変わらないので限られたパイを職員で奪い合う形です。
どんなに仕事をこなしても報われることはありません。
昇格したいなら、仕事ができるより人望を持たれること。
「アイツに頼むと上手くいく。」
と思わせる。
自分は無能でも、部下がこなした実績を横取りすればいいだけ。
この辺も民間より顕著ですね。
懲戒処分を受けない限り失職はありませんが、公務員なら楽で安定を期待すると、1000%裏切られます。
国や県と違って市役所はジモティの集団だから、民間よりもイジメやパワハラは横行しているし。

ネガ情報は余計でしたね。
熟慮を。

忘れてた。
その市が特定行政庁(限定でなく特庁)であれば、建築指導担当部局への配置もあります。
電気だけでなく機械設備一式の担当です。
主な仕事は、昇降機の確認申請のチェック、昇降機含む設備の定期報告の対応あたり。
やはり設備全般をまかせられます。
建築だと専任ですが、電気技師では審査と指導の二股ですね。
電気だけしか知らない、では通らないので、研修で設備全般の知識を叩き込まれます。
設備一級建築士と対等に渡り合えなければなりません。
全般的には民間よりハードです。
公務員...続きを読む

Q電力ケーブルのインピーダンスの計算方法をおしえて

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。

A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。

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、...続きを読む

Qモータの駆動トルクと負荷トルク

モータの駆動トルクと負荷トルクがわかりません。
駆動トルクはモーターが生み出すパワーで、
負荷トルクは負荷を動かすために必要なパワーでしょうか?
よろしくお願いします。

Aベストアンサー

そういう解釈でおおよそ問題ないと思います。
駆動トルクというのはモーター側かた見たもので、負荷トルクというのは負荷側からみたものというふうな解釈ですね、極端な言い方をすれば駆動トルクは回転させようとする力で、負荷トルクはモーターを止めようとする力といったところでしょうか、あと外力トルクと呼ぶものもあります。これは負荷トルクとは区別されて例えば静止しているモーターに負荷するものとは別の力が作用したときにこう呼ぶようです。
具体例としましては、クレーン等は静止していても屋外に設置されていれば風の影響を受けます。こういった場合風による外部からの力ということで外部トルクと呼んでいるようです。

QHfとは何ですか?(蛍光灯の種別)

従来設置されている蛍光灯を、「Hf」に交換する作業が進められていますが、「Hf」とは何ですか?(蛍光灯の種別)簡単にわかりやすく教えて頂けたらありがたいのですが、よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

「高周波点灯方式」の事。俗に言う「インバータ式」

点灯時に「安定器」「点灯管」が不要で、古い建物の蛍光灯の安定器には「PCBなどの有害物質」が使われている。

安定器が老朽化すると破裂する場合もあり、その場合は「頭上からPCBが降り注ぐ」と言う恐ろしい事態になる。

その為、学校や役所など各公共施設で安定器が要らない蛍光灯への交換作業が進められている。

Q交流のほうが送電ロスが少ないのはなぜ?

交流のほうが送電ロスが少ないのはなぜ?

電気は直流ではなく、交流で大電圧をかけて送電されていますよね?
なぜ、直流電流よりも交流電流の方が、送電線の抵抗の影響を受けにくく、電気が流れやすいのでしょうか?その仕組みがよくわかりません。直流で大電圧をかけて送電しないのはなぜなのでしょうか?
ご教示いただけると幸いです。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

直流は
大電力を遠くまで運ぶ送電や,海底ケーブル送電では,
変圧器で高圧にした交流を直流に変換して送電し,
消費地で再び交流に戻す直流送電していますよ。

歴史的には,直流送電の方が古く,えジソンが始めたが,送電損失が大きく,
数kmしか遅れませんでしたが、
交流発電はテスラが実用的な変圧器を作って
それが普及したということですね。
現在は
 発電所で直接得られるのは交流だということがある。
ふつうの発電機は,電磁誘導を利用した交流発電機である

 一般に電力輸送は高電圧で行うほうが送電線での損失が少ないが,
交流は変圧器を用いることでわずかのエネルギーロスで変圧できることである。
送電を高電圧小電流で行えば,電線の太さを細くすることができ,
細ければ重さも減るから鉄塔も小さくすることができる

 実際の送電に使われる3相交流を用いると,回転磁界を簡単につくることができ,
動力源として有用な交流モーターを効率よく回すことができる

短所 同じ電力なら交流電圧の最大値は直流の√2倍になり,絶縁設備に経費がかかる
 


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