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三相負荷(15kwモーター)に17,19,21(A)の電流が流れている場合の消費電力量の算出はどうすれば良いのでしょうか?受電電圧6600,6600,6800を変圧し430,435,440(V)で使用している工場です。この程度の不平衡電圧では負荷にどのような影響があるんでしょうか?教えてください。

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A 回答 (3件)

こんにちわ!!



解る範囲で・・!
不平衡三相回路として、考えると、物凄く難しくなりますよ・・?
方法としては、まず、各相間の電圧の位相差を計測する必要があると思います。平衡三相回路では、各相の電圧の位相差は、120°(電気角)として扱いますが、不平衡では、バラバラな角度になります。同じく、電流についても計測が必要です。あと、電圧と電流の位相差を一箇所計れば、ベクトル図が描けますので、対象座標法を利用して、正三角形でないベクトルを2つの正三角形に分解します。一つは、正回転、もう一つは、逆回転のベクトルになります。
あとは、平衡三相回路として扱えますので、係数の√3に注意して、単相回路として計算すれば答えが出ます。但し、逆相分は、熱的エネルギー損失として消費されると思います(あてすっぽですが・・・・?)また、出力は、正相分の電力量-の逆相分となります。(損失は、逆相分の2倍?ってことかなぁ?)
参考書的には、電験2種レベルってとこでしょうか?最近は、電験2種の試験も選択式になり簡単になったので、参考書が多く販売されていますので、参考にしてください。

一般的に、三相回路の計算は、√3×V×I×cosθで表されますが、この式が使えるのは、平衡三相回路で計算上、単相回路の√3倍として扱える場合だけです。まぁ、電気回路は、受態回路なので、電圧と線路乗数が判れば、キルヒホッフの法則で解けるのでしょうが?労多くして、益少なしってとこでしょうか?
#1さんのおっしゃる通り、各計測値を平均して、単相回路として計算した方が、実用的と思います。
(当然、定数の√3をお忘れなく・・・)
想定する、力率は、一般的には、小容量のものほど力率が悪く、モータの容量に比較して、出力が少なければ、力率が悪くなったと思いますので、インターネットで調べてみればいいと思います。三菱に問い合わせると、モータの100%負荷時のデータと75%負荷時のデータがあります。(50%負荷時は無かったように記憶していますが・・・?)15kWなら、0.85程度でいいのではないでしょうか?(あてすっぽ^^;v)

私のレベルでは、パッと思いつく不平衡になった場合にモータに与える影響は、逆相電力により、出力が下がるのと、損失が増えることだと思いますが?どなたか詳しい方がお答えになるのを期待します。(高調波のゲルゲス現象?とは、現象が異なりますので注意を・・!)←名前間違ってるかなぁ?

不平衡電圧の発生原因としては、電路のインピーダンスが均等でない。(原因は、三相の電線が幾何学的に均等でないなど、作用インダクタンスが発生するなど)三相電源に、単相負荷が接続されているなど色々ありますが、電源自体(電力会社の発電機)は、平衡電源と考えるのが一般的です。(これを、不平衡と捉えると、計算することが、困難となるし、発電機の巻線や、ギャップの改善で、発電機メーカも正弦波、平衡電源に努力しているので、多めに見ましょう?電力会社もねん架などで、多少の努力はしているんでしょう?詳しくは知りません)

思いつくままに書きましたので、参考になるとこだけ読んでください。詳しくは、電気技術者の方の回答をお待ちください。

では、また。
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この回答へのお礼

こんばんわ!丁寧なお答えありがとうございました。僕のラベルには少し難しいところもありましたが^_^;とても参考になりました、ありがとうございました。

お礼日時:2005/03/31 21:31

 No.1です。


 実は肝心な事を確認していなかったのですけど,これは試験問題とかのお話なのでしょうか?それとも実用的な話なのでしょうか?

 私の回答はあくまで実用レベルでの回答です。実用レベルならば,電流の平均でいいでしょう。ただ,理論的に評価する場合,正相分と逆相分,更には零相分も考慮するのが本当なんでしょうけど。

 ただ,一般に零相分は発電機やモータのコイルが地絡した場合の,いわゆる故障電流として扱うもので,通常は無視してます。モータや発電機を作るうえでの規格であるJECの不平衡率の算定法を紹介してありますが,しっかりと零相分は無視するものとすると書いてあります。(電流値のみからの算定であり,位相を示していないので,自ずと零相は無視しないと計算が成り立たないという事でもありますけど。つまり,零相電流が0であれば,三相の電流値から位相がわかるというわけです。三角形の3辺の長さがわかれば,描ける三角形は裏返しを除けば1通り。このときの三角形の各2辺のなす角度がいくつになるかわかるのと同じ理屈です。)

 あとは,すいませんが調べて下さい。図で描ければ割と簡単のなのですけど・・・文字で説明しきれません。
それに,何かご質問に対する回答から外れてきてしまった様なので。あしからず。
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この回答へのお礼

実用レベルです。だいたいでいいんですね、ありがとうございました。

お礼日時:2005/04/02 16:44

消費電力(=有効電力)の算出は,この情報では計算不可能です。

モータの力率が不明ですので。
3相交流の消費電力の基本的計算は
 W=√3VAcosφ
ですので,力率cosφがわからなければ計算できません。

ただ,cosφは1以下ですので,電圧と電流を平均し,cosφ=1として計算すれば,その結果より消費電力は増えないでしょうけど。

不平衡電圧に関しては,435V±5Vはモータにとっては無視して良いです。恐らく誘導機だと思いますが誘導機の場合不平衡による逆相電流には比較的強いです。目安として平均に対して5%程度の偏差は問題ないです。

この回答への補足

モータ力率は0.8なんですが、式に入れる電流の計算はどうしたらいいんですか?平均ですか?

補足日時:2005/03/27 18:52
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

お礼日時:2005/03/27 18:56

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電力会社が供給する三相200Vの電圧不平衡は、どの程度まで許容されるべきものなのでしょうか。
また、三相不平衡に関する法律や規格があれば、教えてください。

Aベストアンサー

こんにちわ!! 解る範囲で!!

電力会社が供給する電源においての電圧不平衡(率)の許容値は存在しないと思います。何故ならば、電圧の不平衡を発生させているのは、需要家側であり、言い替えれば、電力会社は、被害者的な立場とも言えるでしょう?
電圧の不平衡が発生する要因としては、(1)電源(発電機)の電圧のバランス(時間的(位相差が120度にない)、電圧値の絶対値)が崩れてる場合。(2)配電線網の各相間の磁気的結合度のバランスが取れていない場合(作用インダクタンスとして作用する)。(3)負荷が各相間でバランスが取れていない場合。(4):(1)~(3)が同時に関係する場合。があります。
この内、(1)は、発電機本体の構造上の問題で、色々な工夫により、不平衡率のないものと捉えて宜しいかと思います。と言うか捉えるべき項目でしょう?(2)は、配電網では、ねん架を行なうなど、結果的にリアクタンスが均等になるように努力していますが、完全に改善はできてないと思います。配電線レベルになると、地中線では、ケーブル化されているためリアクタンスの不平衡はないものの、地上網では、やはりリアクタンスのバランスは保たれていないでしょう?しかし、(3)による影響に比べると少ないと言える範囲だと思います。
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すると、平衡三相負荷にも不平衡な電圧が印加されるため、平衡三相負荷の負荷電流も不平衡な電流値となり、さらに、不平衡率を増加させることになります。
10年ほど前に社会問題となった、高調波と同じようなものですね?
よって、電圧の不平衡による影響を防ぐには、一度直流に変換して交流に再変換するなどの手法(UPSや、CVCFなど)が必要になります。

法規についてですが、内線規定にそれらしい条文がありますが、経済性を考慮し、現実的に強制するならばこの程度かなってな感じになっていますので、技術的に何%ならば大丈夫ってものではないので、あまり参考にならないと思います。(因みに30%と記載されいたと記憶)

三相回路の不平衡は、電気理論的には初歩のレベルですが?もし、勉強されるならば、第2種電気主任技術者の2次試験の参考書を見られては如何と思います。概要レベルでは、記載されていたように記憶しています。
電気的な影響を正確に理解するには、最低でも第1種電気主任技術者試験に合格する程度の学力が必要になりますので、がんばってください。

いい足りないことばかりで、推敲もしないで意味不明の文章となりすみません。

参考になればと思いました。

こんにちわ!! 解る範囲で!!

電力会社が供給する電源においての電圧不平衡(率)の許容値は存在しないと思います。何故ならば、電圧の不平衡を発生させているのは、需要家側であり、言い替えれば、電力会社は、被害者的な立場とも言えるでしょう?
電圧の不平衡が発生する要因としては、(1)電源(発電機)の電圧のバランス(時間的(位相差が120度にない)、電圧値の絶対値)が崩れてる場合。(2)配電線網の各相間の磁気的結合度のバランスが取れていない場合(作用インダクタンスとして作用する)。(3)負荷が各相間...続きを読む

Q電圧不平衡率とは?

(3相の)電圧不平衡率について教えてください。

電気工学ハンドブックでは、電圧不平衡率は、単に
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Aベストアンサー

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・各線間電圧を辺とする三角形を書く。
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以前にいづれかがアースに落ちている場合があると聞いたことがあり,この辺が不明なのですが。

Aベストアンサー

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バンクの三角 (またはV) 結線で一線接地。たぶん S線が接地されている。
(b) 灯動兼用バンクの V結線で、中性点接地。たぶん S線とT銭の中間で接地されている。

(a) のケースで単相負荷を取り出すには、三つに分割できる場合は、各相に均等になるように。(b) のケースでは、電灯と共用されている変圧器の容量が大きいので、中性点が接地されている相につなぐ。

【4】 電力会社との契約種別。
(a) 低圧。
(b) 高圧または特別高圧。

(a) の場合は電力会社の、(b) の場合は主任技術者の指示を仰ぐことが必要です。

いくつか逆質問になります。

【1】 単相200Vの負荷は何でしょうか。
(a) 電熱器・電気炉、溶接機など。
(b) 蛍光灯・水銀灯、エアコンなど。

(a) のグループでしたら、三相電源に単相負荷をかけることは一般的に認められます。
(b) のグループは、単相三線式の電源で使用することが基本であり、三相電源からの使用は認められません。

【2】 前項の(a)であるとして、単相負荷の容量はどのくらいですか。また、三つに分割できますか。

【3】 三相電源の接地形態はお分かりですか。
(a) 動力専用バ...続きを読む

Q設備不平衡率の計算

内線規程の1305-1に不平衡負荷の制限が記載されていますが、考え方をいまいち理解していないので、ご存知の方がおられましたら、教えてください。
計算例としてですが、高圧受電(キュービクル)で動力300KVA、電灯300KVAの変圧器をそれぞれ1台づつと仮定した場合、設備不平衡率は300/200=150%となり、30%の限度を超えると考えて良いのでしょうか?

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

設備不平衡率の計算は、以下の通りです。

        各線間単相負荷の最大・最小の差(kVA)
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          総変圧器容量(kVA)の1/3

したがって、

300
---------------- x100 = 150(%)
(300+300)x1/3

この場合、電灯100kVAx3台にして3相平衡するのあいかないですね。
スコット変圧器を使用する方法が有りますが、最大容量は100kVAまでだったと思います。

Q三相200vから単相200v取り出しの弊害

単相200vの機器の電源を三相200v、例としてR-S間プラス接地
で取るのはやってはいけないと聞きました。

何故やってはいけないのですか?
理由も教えて下さい。

Aベストアンサー

#6です。 追加で補足説明しておきます。

かつて私が電力マンの時に、溶接機(単相負荷)2台の申し込みがあったとき、それぞれ別の相に繋ぐことを条件に三相200Vの受電で契約算定したことがあります。

三相受電契約の場合は、そこに単相負荷を使用すれば三相の不平衡となるのは当然ですが、特定の相に偏るのは柱上変圧器の利用率が悪くなるので別の相に繋ぐこととしています。

Q三相モーターの不平衡について

三相モーターの電流が不平衡な理由が分からず 困っています。

状況は

・電流値は 3.2A、3.1A、2.6A
・モーターは1.5kW
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・電圧は200Vぐらいで問題なし
・コイルを見ましたが、特別 焼けているとも思えない
・ベアリングも交換

このモーターを普段 使用しているオペレーター 曰く
トルクが弱く感じる そうです。

手作業に使うモーターなので、微妙な違いもオペレーターは感じることができ
これでは使用できないとのことです

これ以上 なにを調べればいいかわからずに 立ち止まっています。

すいませんが アドバイスをいただけないでしょうか

Aベストアンサー

不平衡の原因としてはモーター自体の場合、電源側の場合があると思われます。
次のようにしてサーチしてみました。

三相モーター "負荷電流" 不平衡 原因

サーチ結果をざっと見ていくと20番目位の次等が対応するようです。
==>
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/2737471.html
三相200Vの電流低下

==>回答 No.5
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=139763&event=QE0004
三相200V電源の電流値変動

三相電源に単相負荷等が接続されており、電源電圧が不平衡な場合、モーター負荷電流は電圧の不平衡割合以上に不平衡となり、負荷トルクも減少するようです。

先ず単相負荷がつながり、不平衡負荷状態になっていないか、
RST各相間の電圧値はどうなっているかを調べて下さい。

その他次も多少関連しているようですので参考にして下さい。
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/1292707.html
不平衡電圧(電流)の影響って?

電源が問題ないようでしたらモーターをチェックする他無さそうです。
次の程度しか思いつきません。

同じ電源に接続されている同様な装置では電流不平衡の問題は無いか?
同一仕様の別のモーターと取り替えて様子を見る。

なお、問合せはコンピューターよりも学問・教育の物理学、或いは
社会>エネルギー>電力発電のカテゴリーが適しているようです。

不平衡の原因としてはモーター自体の場合、電源側の場合があると思われます。
次のようにしてサーチしてみました。

三相モーター "負荷電流" 不平衡 原因

サーチ結果をざっと見ていくと20番目位の次等が対応するようです。
==>
http://oshiete.goo.ne.jp/qa/2737471.html
三相200Vの電流低下

==>回答 No.5
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=139763&event=QE0004
三相200V電源の電流値変動

三相電源に単相負荷等が接続されており、電源電圧が不平衡な場合、モーター負荷電流は電圧の不平衡...続きを読む

Qモーターの定格電流の出し方

三相200v5.5kw定格電流22Aのモーターなんですが全負荷運転で22Aの電流が流れるって事で良いのでしょうか?
ちなみに定格電流が分からないモーターの電流値の出し方は5500/200×√3なのでしょうか?
そうすると定格電流が違ってくるので・・・
勝手な考えなんですが力率を70%って考えればよいのでしょうか?
調べていくうちにだんだん分からなくなってきちゃいました
もし宜しければ教えていただきたいのですが

Aベストアンサー

・全負荷運転で22Aの電流が流れる
で、OKです。

・定格電流が分からないモーターの電流値
5.5kWは軸出力なので、電気入力(有効電力)に換算するために、効率で割る必要があります。
次に、皮相電力に換算するために力率で割る必要があります。
結果、
{出力/(力率*効率)}/(√3*電圧)
ということになります。

モータの力率や効率が不明の場合には、
JISC4203 一般用単相誘導電動機
JISC4210 一般用低圧三相かご形誘導電動機
JISC4212 高効率低圧三相かご形誘導電動機
で規定されている効率や力率を使うことになるかと。
(これらの規格には、各容量について電流が参考値として記載されていますが)

Q3相電動機の消費電力の求め方

3相電動機の消費電力の求め方について質問です。

定格電圧 200V
定格電流  15A
出力   3.7KW

上記の電動機ですが実際の電流計指示値は10Aです。
この場合の消費電力の求め方は
√3*200*15=5.1KW
3.7/5.1*=0.72
√3*200*10*0.72=2.4KW
消費電力 2.4KW

このような計算で大丈夫でしょうか?
宜しくお願いします。

Aベストアンサー

出力は軸動力を表しているので、消費電力はそれを効率で割る必要があるかと思います。
概算で出してみると、定格での効率が85%程度と仮定すると、定格時の消費電力は3.7/0.85=4.4kW程度になります。
この時の一次皮相電力は、5.1kVAで、無効電力Qnは√(5.1^2-4.4^2)=2.6kVar程度になります。

この無効電力は励磁電流が支配的でしょうから、負荷によらず変わらないとすると、軽負荷時に線電流が10Aになったときの皮相電力は√3*200*10 で3.5kVAで、このときの有効電力は√(3.5^2-2.6^2)=2.3 kW という具合になりそうに思います。

Q三相電力のUVWとRSTの違いについて

三相電力にはU相V相W相がありますよね?これはR相S相T相とどこが
違うのですか?
また、各相は発電したときから決まっているのですか?
素人の考えですが相というのは単に波形の順番に過ぎないと思いますのでどのケーブルが何相であってもかまわないような気がするのですが。
どなたか教えてください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

もともとは、RST、UVWに意味は無かったはずです。

有効電力がPowerから、P となった後
単にアルファベット順から、Qが無効電力、 Rは抵抗なので飛ばして
Sが皮相電力を表すようになったと記憶してます。
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相の呼称に関しても、アルファベットの終わりより3つ1組として
 XYZ、UVW、RST が利用されるようになったと記憶してます。
XYZは何かと登場するため、利用は避けられているようですが
既にご回答されているUVWやRSTに対する意味づけは、後付けルールみたいなものだと思います。
1次側は大文字、2次側は小文字と区別しているケースも見かけます。

Q零相電圧「V0」は、負荷バランスによる電圧の不平衡や欠相では発生するの?

零相電圧「V0」は、負荷バランスによる電圧の不平衡や欠相では発生しないはずなのですが、理論的に証明出来ないでしょうか?
模擬回路で1次側に不平衡電圧つくり実験しましたが、3次巻線の対地電圧は不平衡になっているのに、V0は発生しません。
ちなみに1相を欠相させても、同じです。
Vr+Vs+Vt=V0=0とはなっていないように思われますが...

Aベストアンサー

回路図を見せてもらえませんか?

Voについては参考URLがよいと思います。

参考URL:http://www.actv.zaq.ne.jp/gaagc102/frame1.htm


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