直流送電と交流送電にはどのような一長一短があるのでしょうか?また、これからどちらが主流になっていくのでしょうか?

基本的なところは、
直流:(長)位相差がない、(短)変圧が難しい
交流:(長)変圧が簡単 、(短)無効電力が生じる
みたいな感じでしょうか?

細かく見ればもっとたくさんあるように思います。些細なことでも良いのでみなさんが知っていることを教えてください!

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A 回答 (7件)

>長距離・大容量の交流だと何故系統の安定度が低下するのですか?


ということですが、まず、有効電力は位相の進んでいるところから、遅れているところへ流れます。逆に言えば、有効電力を輸送するには、発電所から消費地まで位相差が必要になります。
位相差が90°の時最も多くの電力を輸送することができ、90°を越えると系統は安定した状態(同期)を保てず、発電機の脱調などが発生します。
大きな電力を長距離輸送しようとすると、それだけ大きな位相差が必要となるので、小さな位相差の変化(負荷の増加、落雷など)であっても、系統は安定した状態を保てなくなります。
長距離、大容量輸送になると、送電線の容量よりも、安定度によって送電可能な電力が決まるほどです。

>交流系統の動揺抑制とは何なのでしょうか?
交流系統で大きな事故が発生すると、系統の周波数などが変動します。詳しいことは分かりませんが、直流送電設備の両端の変換所で、この変動を検出し、抑制するように直流→交流、または交流→直流の変換を制御する機能があります。
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この回答へのお礼

>位相差が90°の時最も多くの電力を輸送することができ、
>90°を越えると系統は安定した状態(同>期)を保てず、
>発電機の脱調などが発生します。

むぅ…。何か授業でやった気がします。できるだけ位相差を
90°付近で動かしたいんだけど、発電機の脱調のことを
考慮して72°程度(8割ぐらい)で運転するのが基本だとか。
でも、同じ皮相電力なら位相差が小さいほうが有効電力が
大きくなるような気が…。

まぁ、そこは私の勉強不足、認識が浅いのでしょう。
あまり聞きすぎるのも悪いのでもう少し自分なりに勉強してみます。
本当に色々と教えていただき、ありがとうございました!

お礼日時:2005/04/22 14:24

そろそろ直流送電をしても良いのでは、無いでしょうか?


現状、交流を直流にして、ほとんどの電化製品が動いていますし、モーターは、今やインバーターで動かしているし、パソコンやIC製品も、すべて直流ですから。
直流送電システムを考えるべきではないでしょうか?
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この回答へのお礼

返事が送れて申し訳ありません…。確かにほとんどの物が
直流で動いてるのですから、最終的には直流送電が一番良いんでしょうねぇ。
まぁ色々問題がありそうですが、今後の展望に期待します。
回答ありがとうございました!

お礼日時:2005/05/17 11:07

No.4さんのおっしゃる通り、直流送電で、異なる交流系統を連系する場合は、交流系統の短絡容量を増やすことなく連系できます。

また、異なる周波数の交流系統を連系することもできます。
その他にも、直流送電で交流系統を連系した場合、直流の連系潮流は、交流系統の状態(両系統の位相差など)に関係無く、任意の値に高速度で制御することが可能です。
この特徴を利用して、以下のような面で、系統運用に役立っています。
・緊急時の電力融通
・平常時の周波数の安定化
・交流系統の動揺抑制  など

電源が消費地より遠く、大容量になるほど、交流送電だけでは系統の安定度が低下してしまうので、直流送電は、これからも必要な選択肢だと思います。

この回答への補足

今度は交流系統の連系ですかぁ。
ほんとみなさん素晴らしい知識ですね!

ということは、交流で長距離・大容量だと
系統の安定度が低下するので、間を直流で
連系してやることによって、長距離・大容量の
交流送電が可能となるわけですね。

ところで、質問なんですが長距離・大容量の交流だと
何故系統の安定度が低下するのですか?
あと、交流系統の動揺抑制とは何なのでしょうか?
よろしければ教えてください!

補足日時:2005/04/21 11:35
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>これからどちらが主流になっていくのでしょうか?



長所短所は回答があるようなのでこれからの主流という点について
主流というより、それぞれの長所を活かして利用していくということになると思います。

交流系統が大きくなると事故時の遮断容量が大きくなったりします。
直流送電にはこれを解消することもできます。
50、60ヘルツの変換所には必ず直流に変換することが必要です。

コストパフォーマンスを見たりしてケースバイケースで決まっていくと思います。

この回答への補足

遮断容量というのは認識になかったです。
さすが、経験者の方はすごいですね。

ところで、交流だと遮断容量が大きくなるというのは
どういうことなんでしょうか?
あと直流だとこれを解消できるというのは?
その前に自分で遮断容量について勉強する必要がありそうですが…。
よろしければ教えてください。

補足日時:2005/04/21 11:27
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電車について考えてみると、次のようにはなります。



交流・・高電圧で送電出来るので、途中で大きな変電所が不要、高い電圧のまま送電できる。
    電車の設備が高くなる。
直流・・電車の設備は安い。途中に大きな変電所が数多く必要になる。
    磁力を生じる。

直流電流で磁力が発生するので、茨城県の気象庁地磁気観測所の関係で常磐線取手からは交流で電車に電気を送電しています。
ちなみに、東北本線は栃木県の黒磯まで直流です。

この回答への補足

なるほど。直流の場合は周りに発生する電磁界も
問題になってくるのですね。う~ん、勉強になります。

ところで、交流は高電圧で送電できて途中で大きな変電所が
不要となっていますが、直流は高電圧で送電できないんですか?
やはり、交流と違って遮断しにくいことによる危険度からなのでしょうか?

あと、単純に考えてしまうと高電圧ほど変電所が沢山必要に
なるようなイメージがあるのですが、そうではないのでしょうか?
素人ながらの浅はかな質問なんですが、よかったら教えてください!

補足日時:2005/04/21 11:21
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はじめましてo(*^▽^*)o


直流送電の利点と欠点を説明させていただきます!

<利点>
・交流のような充電電流が流れない。
・フェランチ効果がないので、ケーブル送電線などでは有利
・交流にくらべて、「実効値」と「最大値」が等しいので絶縁設計上有利
・送電線は2本(行きと帰り)、大地帰路(帰りの線はアースを用いて地面を通す)の場合1本で済むので建設費が安い。
・無効電流による損失がないので、送電ロスが少ない。
・異なる周波数の電気(交流)を連携する時に、直流を用いると非同期連携できる。

<欠点>
・大地帰路の場合、地中埋設物へ電食を生じさせる。
・遮断する場合、交流より困難。(交流は一定周期で0点がやってくるが、直流は常に一定の電流が流れている)
・変圧が困難
・静電誘導によって、交流よりがいしの汚損が激しい

といったような利点・欠点があるようですね!やはり、「遮断が難しい」「変圧が困難」といったあたりで直流送電はあまり用いられないのでしょう。

和歌山~四国、青森~北海道などの海底ケーブルで直流送電が用いられていますよね!
長距離ケーブル送電線は対地静電容量が大きくなるため、充電電流の流れない直流送電の方が向いているのでしょう。
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この回答へのお礼

色々詳しい説明をしていただきありがとうございます!
予想以上の回答だったので私が理解できるかどうか心配なぐらいです(笑)

やはり、電流と電圧の位相差による問題や対地静電容量のような
交流を使っていれば問題となるようなものがないというのも
直流の利点のようですね。その分、他に色々と問題がありますが…。

本当にわかりやすく、沢山の特徴を教えていただきありがとうございました。
非常にためになりました。

お礼日時:2005/04/21 11:17

ここで簡単には説明しきれませんが、沢山の説明が入手可能です。



googleなどで

送電 直流 交流 利点

というキーワードで検索してみてください。
沢山ひっかかるはずですので、いろいろ読んでみては?
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この回答へのお礼

それもやってはみたのですが、180件程度でわかりやすく解説してくれているのがあまりなかったので…。
どうもありがとうございました。

お礼日時:2005/04/21 11:07

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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
 

Q直流送電はなぜ普及しないのでしょうか。

直流送電は交流のようにゼロ点がないのでエネルギーの輸送効率がよいし、位相角がないので電圧が同じなら突合せ送電が可能です。少なくとも50万ボルト以上は直流にすべきだと思いますが普及していません。なにがネックなのでしょうか。

Aベストアンサー

送電には高圧が有利
使用には低圧が好都合
直流で電圧の変換は容易なことではありはありません

効率は悪くても安上がりな設備費で十分カバーできます
世の中は経済主導です
学術上はいくら優れていても実用的でないものは採用されません
電気鉄道も交直両用の車両が増えています
やがてすべてが交流電源になるでしょう

Q静電容量って何ですか?

各電線メーカーの電線便覧等にKm当たりの静電容量が記載されておりますが、静電容量とはどういう原理で存在するのでしょうか?
ケーブルの静電容量は、ケーブルが長くほど、太いほど多いとされていますが、どうしてなのでしょうか?

Aベストアンサー

>>5で回答した者です。
>>2補足欄については>>7の方が触れていますが、そもそもケーブルにはシースアース(接地のシールド層)がある
ため、懸架位置は影響しません。導体とシースアースの位置関係、絶縁体の特性によってKm当たりの静電容量を
掲載されているということです。
裸線であれば、絶縁体である空気がコンデンサの誘電体にあたりますから、懸架位置によって静電容量が変動します。
そのため電線メーカーの電線便覧にはKm当たりの静電容量は掲載されていないと思います。

電極間の距離(絶縁体=誘電体の厚さ)を>>5の例で考えれば、「水槽の深さ」が妥当かと思います。
 ・厚さ(深さ)を薄くすると容量(体積)が減る
 ・電圧(水圧)を上げて耐用値を超えると絶縁破壊(水槽が破壊)
   ※この場合の水槽は上面開放でなく密閉構造で想像していただいた方が分かり易いです。

Qルート(√)の計算

全く記憶になく、子供に聞かれていて困っています。
もし良かったら教えて下さい。
(1)  √81 =  ?
(2) √144+√4 =  ?

√ って何でしたでしょうか?(1)は、9の2乗の事でしたでしょうか?

Aベストアンサー

正解ですよ。(2)は√144は12の2乗だから12.√4は2の2乗だから2。
したがって12+2=14です。
学生の頃、√3や√5、√7を年表みたいにごろあわせで覚えた記憶、ありませんか?私は「覚えた」と、いう記憶しかありませんが・・・失礼

Q変圧器のバンクについて

電気の勉強修行中のものです。

変圧器で使われる「バンク」「バンク出力」の意味がわかりません。
いろいろ調べたんですが、何をさしているのかわかりません。

できるだけ解りやすく教えて頂けるかたお願いします。

Aベストアンサー

1つの変圧器から複数の負荷へ分岐接続されますね。
その複数を1つにまとめて1バンクといいます。
よってバンク出力とは1つの変圧器の定格出力を意味します。

バンクの語源はおそらく
バンク=列、段、群
から来ていると思われます。

バンクの使い方の例は、
●このキュービクルのバンク数は2バンクだ。→変圧器2台だ。
●このバンクに接続されてる負荷は10kVAくらいだ。
 →この変圧器に接続されてる負荷の合計は約10kVA

以上です。

QNをkgに換算するには?

ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?一応断面積は40mm^2です。
1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?
ただ、式の意味がイマイチ理解できないので解説付きでご回答頂けると幸いです。
どなたか、わかる方よろしくお願いします。

Aベストアンサー

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kgfです。

重力は万有引力の一種ですから、おもりにも試験片にも、地球からの重力はかかります。
しかし、試験片の片方が固定されているため、見かけ、無重力で、試験片だけに40kgfの力だけがかかっているのと同じ状況になります。

試験片にかかる引っ張り力は、

40kgf = 40kg×重力加速度
 = 40kg×9.8m/s^2
 = だいたい400N

あるいは、
102グラム(0.102kg)の物体にかかる重力が1Nなので、
40kg ÷ 0.102kg/N = だいたい400N


>>>1N=9.8kgfなので、「40kg=N×0.98」でいいのでしょうか?

いえ。
1kgf = 9.8N
ですね。


>>>一応断面積は40mm^2です。

力だけでなく、引っ張り応力を求めたいのでしょうか。
そうであれば、400Nを断面積で割るだけです。
400N/40mm^2 = 10N/mm^2 = 10^7 N/m^2
1N/m^2 の応力、圧力を1Pa(パスカル)と言いますから、
10^7 Pa (1千万パスカル) ですね。

こんにちは。

kgfはSI単位ではないですが、質量の数値をそのまま重さとして考えることができるのがメリットですね。


>>>
ある試験片に40kgの重りをつけた時の荷重は何Nをかけてあげると、重り40kgをつけたときの荷重と同等になるのでしょうか?

なんか、日本語が変ですね。
「ある試験片に40kgの重りをつけた時の引っ張りの力は何Nの力で引っ張るのと同じですか?」
ということですか?

・・・であるとして、回答します。

40kgのおもりなので、「おもりにかかる重力」は40kg...続きを読む

Q表皮効果の原理について

表皮効果の原理について教えて下さい。

なぜ導体表面のみが高周波電流を流すことが出来て
導体内部では出来なくなるのでしょうか?
これは何が関係しているのでしょうか?

これって導体内部が穴だらけのすかすかの導線を使えば
高周波をうまく流すことが出来るということなのでしょうか?

Aベストアンサー

導体を電流が流れると磁界が生じます。電流が交流だと交流磁界が
生じますが、これは導線の中にも存在します。そして、交流磁界は
導線の中に起電力を生じますが、この起電力は電流の変化を妨げる
方向に生じます。

もっとはっきり言うと、自分が出した磁界で、自分自身(電流)が
流れにくくなるのです。(自己インダクタンスも参照してください)

導体の表面は磁束との交差が一番少ないので一番流れやすい場所なのです。
(導体の中心は導体全部が出した磁界とリンクしますが、表面はそれより
内側の磁束とはリンクしません)

導体内部がすかすかの導体を使うと、ムクよりよく流れるかというと
そうではありません。ただ、電流を流すのに寄与していない部分は
なくても良い、という考え方です。中心だって全然寄与していないわけ
ではないのですが、寄与率が低いので切り捨てられるのです。
(切り捨てた割には流れにくくならない)

むしろ、細い線を束ねたものがよく使われます。線どうしは絶縁して
あります。高周波は1本1本の表面を流れますが、多数あるので真ん中
の方でもちゃんと流れます。リッツ線と言いますが、これは近接効果
も関係しています。

表皮効果は高周波だけの現象ではありません。低周波では起きない
現象だと勘違いしている人もいるようなのでご注意ください。

たとえば、送電線は50Hzか60Hzを流しますが、この周波数での表皮
深さは約10mmです。なので、直径20mm以上の太い線を張るのは効率が
よくありません。

そこで、中心には電気を流す必要がないからスチールの丈夫なワイヤを
配置して、周囲をアルミや銅で覆うという構造の線が使われます。

表皮効果を完全に理解するのは結構大変ですよ。

導体を電流が流れると磁界が生じます。電流が交流だと交流磁界が
生じますが、これは導線の中にも存在します。そして、交流磁界は
導線の中に起電力を生じますが、この起電力は電流の変化を妨げる
方向に生じます。

もっとはっきり言うと、自分が出した磁界で、自分自身(電流)が
流れにくくなるのです。(自己インダクタンスも参照してください)

導体の表面は磁束との交差が一番少ないので一番流れやすい場所なのです。
(導体の中心は導体全部が出した磁界とリンクしますが、表面はそれより
内側...続きを読む

QOC線、OW線、DV線って何の略?

架空配電線路の名称であるOC線、OW線、DV線って何の頭文字でしょうか?簡単に調べましたが、出てきませんでした。よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

OC線:屋外用架橋ポリエチレン絶縁電線(Outdoor Crosslinked polyethylene)
OW線:屋外用ビニル絶縁電線(Outdoor Weatherproof)
DV線:引込用ビニル絶縁電線(Drop wire polyvinyl chloride)

※英語にちょっと自信がありませんのでご自分で掘り下げてください。

Q直流電流と交流電流の違いについて教えて下さい

直流電流と交流電流の違いについて教えて下さい

Aベストアンサー

こんにちは。

下記は信頼できるサイトなので、まずは読んでみてください。
http://100.yahoo.co.jp/detail/%E7%9B%B4%E6%B5%81/
http://100.yahoo.co.jp/detail/%E4%BA%A4%E6%B5%81/
それでもなおかつ疑問があれば、補足してください。

Q電気回路の中性線とアースについて

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
ないのですか?


また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?
(危ないので絶対にしませんが、考え方としてどうか?をお聞きしたいです)


赤、白、黒の3線のうち、白を中性線とし、赤と白の2本がコンセントとして
きている場合、白を外してアース線に繋いだ場合。
(添付画像参照)


よろしくお願い致します。

気になったのでどなたか教えてください。


一般家庭の電源というのは、交流の単相3線式が多いと思うのですが、
単相3線式の回路図などを見ると、真ん中の線は中性線と呼ばれ
必ず接地されているそうですね。


で、100V電源の場合は必ずコンセントの片方が中性線になって
いるとの事ですが、ここで疑問です。


家電製品などによくアース線というものが付いています。
(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
ように接地するものだという事ですが...続きを読む

Aベストアンサー

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけないものです。
火事や感電の原因になりますから。

静電気は中性線はおろか電力会社から来ている電源と無関係で、
普通、何の対策もしなくても人体への危険はありません。
但し機器を壊したり、
火花が発火事故の火元になったりすることはありますから、
それを防止するのに対策することはあります。
機器から電荷を逃がすというより、
どちらかと言えば人間から電荷を逃がします。
導電性の靴を履き床を導電性にしたりします。
電子部品なんかは導電性の袋に入れたりします。
これは静電気による帯電で例えばICチップのピン間に
何千ボルトという静電気由来の電圧がかかったりするのを
防止する為です。

次は家電製品についているアース線と、電源系統の中性線ですが、
これは全く別のものです。

アース線も電源系統の中性線は正しく接続すれば同電位です。
しかし目的が違います。

アース線は家電製品の表面や筐体などに、
故障や不良により、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまったような場合、
それを逃がす為の線です。
こうしてあれば、
内部の電源や昇圧された電源から給電されてしまっても、
とりあえず電流はアース線を通って大地に逃げます。
人間が触れてもアース線と人体とでは、
圧倒的にアース線の方が抵抗が小さいので、
人間には電流はほとんど流れません。
これで人間を守ろうというのです。

ちなみにこれは3線式に限りません。2線式でも同じです。


>また極端な話、中性線=接地(アース)された線と考えると、
>次のような感じの改造をしたとしても家電製品は普通に使えるのでしょうか?

まともに動かないと思います。
確かに大地の電位と給電線の中性線は同電位ですが、
大地には抵抗がありまともに給電できない可能性が高いですね。

また仮にこれで家電を動かすだけの電気が流せたとしても、
これは漏電になります。
漏電遮断器が動作すると思います。

>家電製品などによくアース線というものが付いています。
>(エアコン、冷蔵庫、洗濯機等)

>このアース線は、製品に静電気が溜まったり、漏電した際に感電しない
>ように接地するものだという事ですが、100Vのコンセントは必ず
>中性線が繋がっているのであれば、万が一漏電した場合や、静電気が
>蓄積した場合でもこの中性線から大地に電気を逃がしてやれるのでは
>ないのですか?

まず色々なところに誤解がありますので1つずつご説明します。

漏電は、電気を逃がしても解決しません。
漏れてはいけ...続きを読む


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