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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。

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A 回答 (3件)

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。
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この回答へのお礼

いろいろ教えていただいてありがとう
早速計算をして見ます。

お礼日時:2002/07/09 20:49

追記


どうも失礼いたしました。
けれど、若干でもそれらの点を記入してくだされば。

インピーダンスの計算を行うために、線路定数の知る必要が有ることは明白です。
1.抵抗
直流抵抗ばかりでなく、表皮効果・近接効果と温度係数を考慮して交流時
の抵抗を求めます。
2.リアクタンス
電線の太さ・電線間の距離から決まります。

L=0.05+0.4605log10 2D/d(mH/km)

Dは等価線間距離(m)で

D=3√D1*D2*D3

XL=2πfL*10の3乗(Ω/km):リアクタンス

このようになるはずですが、送電線・CVケーブルとではそれぞれ異なる
はずです。

一般の本では現実の計算式の求め方を載せている本が少ないように思いますが、
当方は、CBメーカーのカタログ、オーム社の「現場の電気計算技法」と言う
本がとても参考になりました。

だいぶ前に自分の変電所の短絡電流と協調曲線を作成しましたが、この辺に
なるととたんに本が少ないと思います。
メーカーでも、この程度内容と実務を兼ね備えた人間を育てるのに10年は
かかると聴いたことが有ります。

同じ50台として、活躍を期待します。
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この回答へのお礼

失礼しました、質問内容が不足していて。
早速計算してみます。

お礼日時:2002/07/09 20:52

貴君は学生でしょうか。


電気を任としている私には、軽く質問しているなと感じてしまいます。

配電線なのか、自家用設備なのか、
それこそ数冊の本になるくらいの内容です。

対象座標法で計算します。
また、電源からの短絡点までのインピーダンスを求める必要が有ります。
インピーダンスの計算方法としてはオーム法・単位法・百分率法が有ります。
あとは、もう少し質問の内容を明確にして質問してください。

この回答への補足

学生ではありません。だってもう55歳です・
技能伝承で受電関係(配電線)の保護継電器の整定方法のテキスト作成しています。
前後インピーダンス(%Z)は、わかっているのですが、22Kvのケーブル(CVT)の計算方法が電線便覧その他を見てもどの計算式で求めるのかわかりません。ωL(Ω/Km)が特にわかりません。計算式とどの定数を使用して求めるのか   よろしく

補足日時:2002/07/08 23:38
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QCVケーブルの%Z計算方法を教えて下さい

CVケーブルの%Zはどのように求めたらよいのでしょうか。条件としては実部と虚部を分けて求める,基準容量は10MVA,定格電圧はE[V],ケーブルの抵抗分はR[Ω],リアクタンス分はX[μF]とした場合。

Aベストアンサー

%Zを求めるのに要するデータは、抵抗とリアクタンスであっていますが
リアクタンスは、容量性ではなく誘導性です。
なので、C分(コンデンサ、F)ではなくL分(インダクタンス、H)から
算出するXLです。(XL=ωL【Ω】)No1様が仰るとおり


>小生が持っているM社の電線便覧では、XLの単位が[μF/km]で表されています。

これから察するに、恐らく見ているデーターは当該ケーブルの静電容量ではないですか?
そうだとすると、その値は導体と遮蔽層間の静電容量で地絡電流の計算などに使います。

M社の電線便覧を持っていないので、同じかどうかわかりませんが・・・
S社の電線便覧で言うと、ご質問者様が見ておられるのは、

2.送電用・配電用電力ケーブル
 (2)高圧電力ケーブル(6600V,3300V用)
 にある、トリプレックス形CVケーブルの諸元の静電容量ではないですか?
 ちなみに、そのページからみるとCVT150Sqは、
 0.52μF/kmとなってます。

だとすると、見ているところがちがくて
またまた、小生の電線便覧で申し訳ないのですが(^^;

13.各種電線ケーブルの許容電流とインピーダンス
 (3)受・配電用ケーブルのインピーダンスと許容電流表
の6600V CV-T3芯ページを見ていただければ、
 交流導体抵抗(90℃Ω/km)の項目に50Hz,60Hz別々にのってます。
 また、その隣に、50Hz,60Hz別々に
 リアクタンス(Ω/km)としてのっています。

 いかがでしょうか?

%Zを求めるのに要するデータは、抵抗とリアクタンスであっていますが
リアクタンスは、容量性ではなく誘導性です。
なので、C分(コンデンサ、F)ではなくL分(インダクタンス、H)から
算出するXLです。(XL=ωL【Ω】)No1様が仰るとおり


>小生が持っているM社の電線便覧では、XLの単位が[μF/km]で表されています。

これから察するに、恐らく見ているデーターは当該ケーブルの静電容量ではないですか?
そうだとすると、その値は導体と遮蔽層間の静電容量で地絡電流の計算などに使います...続きを読む

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短絡電流の簡易計算方法

短絡電流の簡易計算方法について教えて下さい。
ザクッとした数字でいいので知りたいだけです。
たしか、

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みたいな感じで出ないでしょうか?
宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

その通りで出ます。

ただ、出来たらこう記載した方が正確です。
 トランス容量(kVA)×100 /(電圧(kV)×√3×%Z(%))

理論式ではこうなります。
 Is = 100 ・ P / (√3 ・ V ・ %Z)
ちなみに%Zは、100分率抵抗降下と100分率リアクタンス降下の合成になります。

その他、高圧配電線の地絡電流計算式もあります。
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Qブレーカーの定格遮断容量について

カテゴリが違っていたら、申し訳ありません。
ブレーカーの仕様に定格電流と定格遮断容量とありますが、違いや意味を教えてください。定格電流は、その電流値を超えた場合にトリップするものだとは認識しているのですが。遮断容量は大きいほうがいいのでしょうか?詳しい説明をお願いします。

Aベストアンサー

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に225Aの電流を流したとしても遮断器はOFF動作しません。
しかし、アメリカ製の250AF/225AT(フレームという概念についての説明は、割愛します)の遮断器に225Aの電流を流すと遮断器はOFF動作を起こします。
これは、規格の考え方の違いでどちらが正しいとかという問題ではありません。しかし、一つの電気設備で、複数の規格を採用しなければならない場合などは、保護協調上注意を要する点であります。
この定格電流値以下で遮断器を利用している限り、遮断器の開閉操作を行ったとしてもメーカーが保証する回数まで(一般に数千回~数十万回)は、操作が可能である値という意味もあります。

一方、遮断容量は、その遮断器が、流れている電流を遮断できる最大の容量を表していると思います。
一般的に電気的な容量とは、電圧×電流×時間で表されます。これは、エネルギーの容量を表し、遮断容量の場合も同じです。よって、容量であるにも関わらず電流値であると捉えらえることは間違いだと思います。
しかし、現実には、遮断容量が、電流値で表されていることが多いのも事実です。
その理由は、日本の(多分全世界でそうだと思いますが?)電源事情が、定電圧送電方式となっているからです。即ち、電圧の項は、定数として扱えるため、変数となる電流値で表せば事実上問題がないのと、実用上合理的となるからだと思います。
実際の遮断器に書かれている、遮断容量の記載を見ると判るのですが、使う電圧によって遮断できる電流値が変わります。これは、遮断容量が変わるのではなく、遮断容量は同じであるため、遮断できる電流値が変わることを意味しています。
同じ型の遮断器を異なる電圧で使用する場合など勘違いし易いので、注意が必要です。また、動作時間が変更できる機能がある場合も遮断できる電流値は変わってきますので注意のほど。
電流を遮断すると言うことは、アーク電流によるエネルギー放出(一般的に、熱、音、光の形で放出される)を、遮断器構部分で絶えうる必要があります。
定格以上の容量を遮断しようとすると熱により接点が溶着したり、溶断してしまうことがあるようです。

最後に、遮断容量の大きいものの方が良いのかどうかと言う点については、必要な遮断容量が確保されていらば、最小値でかまわないと思います。
皆さんもご指摘している通り、遮断容量が大きくなると、値段、寸法、納期(受注生産品になったり)が大きく(高く、長く)なります。
必要な容量とは、その回路に流れる最大の電流値(容量を電流値で表した場合)で決まります。一般的に、最大電流値となるのは、短絡時となります。
ただし、エネルギーの供給源は、電源だけとは、限りません。例えば、三相誘導電動機が接続されていると電動機の運動エネルギーがエネルギー供給源となり数サイクルの間電源となりますので注意が必要です。
さらに、定格電流を超える電流値を、遮断した場合は、メーカーの保証動作回数までの動作が保証されるわけではありません。
短絡電流の遮断については、動作特性をよく調べて使用してください。経済性を無視すれば、一度短絡電流を遮断した遮断器は、交換すべきだという人もいます。

以上、だらだらと述べましたが、少しでも参考になればと思います。

こんにちわ!
いつも質問ばかりしていては、皆さんに申し訳ないので、微力ながら知っている範囲でお答えします。
ご参考にして頂ければ幸いです。

定格電流は、その遮断器に連続的に電流が流れ続けた時の動作の限界値を表していると思います。
限界値である定格電流値になった場合の動作は、日本の規格(JISなど)では、不動作の状態を維持する最大値を表しています。
しかし、諸外国では、動作する値を表す場合も多いようです。(例えば、アメリカ製など)
具体的に言うと、日本製の225AF/225ATの遮断器に...続きを読む

Q電力ケーブルにおける零相および正相インピーダンスの算出方法を教えて下さい。

22kV以上の地絡事故・短絡事故の故障計算をしたいのですが、電力ケーブルの零相・正相のインピーダンス算出方法がわかりません。文献も見つからないので計算方法を教えてください。

Aベストアンサー

この場で詳細には無理ですが、、、
次に正相、零相、インピーダンスを知っておられるので電気のことはそこそこ知っておられるという前提で

まず、参考URL三菱電線の製品情報CVケーブルを見てください。(大きいです。)
この中に静電容量と導体抵抗があります。これくらいを使えばよいと思います。
この値でケーブルの抵抗と静電容量が出ますのでこれを%Zに変換してください。

次に正相は普通の%Zのことです。
零相は零相回路を考えて(3相ともに同じ位相の電気を加えて流れる範囲)のインピーダンス。

最後に22kV以上の とありますが、正相、零相、など対称座標法を使わなければならないのは直接接地系です。275kV以上のクラスになります。
それまでの電圧では抵抗接地系、リアクトル接地系などありますが、普通の%Z法で十分計算できます。

おまけで、需要家の入り口まででしたら電力会社に聞きましょう。

参考URL:http://www.mitsubishi-cable.co.jp/seihin/pdf/026.pdf

Q1線地絡電流の算出式が理解できません。

電気設備技術基準によりB種接地抵抗を算出しようとしています。
B種接地抵抗を求める場合に必要な1線地絡電流ですが
なぜ下記のような計算で求められますか?
高圧ケーブルの静電容量や周波数は必要ないのですか?
或いは計算していると消えるのでしょうか?
テブナンの定理で静電容量から算出すると思っていますが
下記のような式に到達しません。。。
========================================================
ケーブル以外の線路の1線地絡電流は I1 = 1 + ( VL / 3 - 100 ) / 150 [A]となります。

ケーブル線路の1線地絡電流は I1 = 1 + ( VL' / 3 - 1 / 2 )[A]となります。

V = 電路の公称電圧 / 1.1 [kV]
L = 同一母線に接続される高圧電路(ケーブルを除く)の電線延長 [km]
L' = 同一母線に接続される高圧電路(ケーブル)の電線延長 [km]

構内に敷設された架空電線またはケーブルの長さを上記計算式に代入すると、1線地絡電流値が算出できます。

電気設備技術基準によりB種接地抵抗を算出しようとしています。
B種接地抵抗を求める場合に必要な1線地絡電流ですが
なぜ下記のような計算で求められますか?
高圧ケーブルの静電容量や周波数は必要ないのですか?
或いは計算していると消えるのでしょうか?
テブナンの定理で静電容量から算出すると思っていますが
下記のような式に到達しません。。。
========================================================
ケーブル以外の線路の1線地絡電流は I1 = 1 + ( VL / 3 - 100 ) / 150 [A]となります。
...続きを読む

Aベストアンサー

ケーブル以外...V=6を代入すると電線延長125km以下では2A、125kmを超えるものでは75km又はその端数ごとに1A増えます。電線延長Lとは電線の長さの合計であり三相三線式では回線延長の3倍、単相2線式では回線延長の2倍になります。75kmで1Aというのは1線当たりの対地静電容量でいうと約0.01μF/kmに相当します。この値は1線地絡電流を実測した結果を基礎とし、これを60Hzに換算したものから決定されています。公称電圧6.6kVの高圧地中電線路の場合はV=6を代入すると、線路延長1.5km以下では2A、1.5kmを超えるものでは1km又はその端数ごとに1A増えます。この電圧階級のケーブルは一般に3芯ケーブルが使用されている実情から線路延長L'はケーブルの延長そのものを用い三相の場合でも3倍しない値を用いています。引用は電気技術Q&A第2集141頁参照。画像は先の参考資料を元にエクセルで作ったオリジナルをUPしたもので画素低減が自動的になり又、画像の全部が開示される訳でも無い様です。まだ下の部分も有るのですが切れております。
系統の静電容量、配電架線、柱上変圧器台数、これらの数値等は電力会社が持っているデータが無いと1線地絡電流計算エクセルの入力も正直出来ません。以上...参考にならない説明と思いますが、詳しくは本を見て下さい。

ケーブル以外...V=6を代入すると電線延長125km以下では2A、125kmを超えるものでは75km又はその端数ごとに1A増えます。電線延長Lとは電線の長さの合計であり三相三線式では回線延長の3倍、単相2線式では回線延長の2倍になります。75kmで1Aというのは1線当たりの対地静電容量でいうと約0.01μF/kmに相当します。この値は1線地絡電流を実測した結果を基礎とし、これを60Hzに換算したものから決定されています。公称電圧6.6kVの高圧地中電線路の場合はV=6を代入すると、線路延長1.5km以下では2A、1.5kmを超えるもの...続きを読む

Q接地線の太さについて教えてください。 内線規定1350表を見たのですが

接地線の太さについて教えてください。 内線規定1350表を見たのですがいまいち
理解できません。

今 次のような幹線があります。

L1 300AT CVT250Sq から 分岐で L2幹線 100AT CVT60sq と L3幹線 100AT CVT60sq

があります。 こういた場合 接地線の太さは どうなるのでしょうか?

ご指導お願いいたします。

Aベストアンサー

内線規定の後ろの方で資料1-3-6を見てください。
トリップ値X0.052で電線サイズです。
トリップ値でなくフレームで計算する人もいます。(トリップ値変更されても大丈夫なように)
幹線サイズから計算する人もいます。(幹線が足りるのに接地線が足りないのはNG)
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個人的には、接地母線は低圧配電盤の最大フレームから算出し、分岐ばトリップ値から算出がよいと思います。。

Q電力の単位KWとKVAの違いと換算方法

単位KWとKVAの違いが分かりません。どっちも電圧E×電流Iじゃないんですか?換算方法とかあれば教えてください。

Aベストアンサー

KWはその装置の消費する本当のエネルギーで有効電力と呼ばれます。
KVAはその装置にかかる電圧の実効値と電流の実効値を
かけたもので皮相電力と呼ばれています。

皮相電力[kVA]から(有効)電力[kW]への換算は、
有効電力=皮相電力*力率 
でこの力率は電流の位相と電圧の位相が完璧に一致している抵抗のような負荷の場合は1になります。
逆に,コイルやコンデンサ成分のあるような負荷(モータなど)は位相がずれるためにこれより小さく(普通0.8くらい)になります。
なぜこのような2通りの表現があるかというと,皮相電力が規定してあると電流絶対値が決まりますので,必要なブレーカの容量,電線の太さなどが決まります。
電力だけだと,決まりません。

Q過電流継電器(OCR)のタップの意味

過電流継電器(OCR)のタップの意味として

「タップとは、CTからの電流値をどこまで使えるかというイメージを持てばわかりやすいと思います。400/5AのCTに接続されているOCRであれば、400/5×1=80A がタップ1です。タップを2にすれば 400/5×2=160A になります。タップ5なら、400/5×5=400A となります。」

という説明がありましたが、

1)「タップとは、CTからの電流値をどこまで使えるかというイメージ」の「どこまで使えるか?」とは、どういう意味でしょうか?

2)「400/5×1=80A がタップ1です」とありますが、400/5というのはCTの変流比だと思いますが、それにタップ値を掛けたものが、80A(アンペア?)とはどういうことでしょうか?

タップ1に設定すれば、そのOCRは、CT二次側電流が80A流れたときに動作する(レバーで設定された特性で)ということですか???

どうもタップの意味が分かりません。ご教示ください。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>はい。限時用度というのはわかるのですが、なぜタップ指定が「5.0A」という表現なのでしょうか?

何故なんでしょうね?
その理由は、メーカーしか判らないんじゃないかと・・・

三菱のOCR(MOC-A1Vシリーズ)は3-3.5-4-4.5-5-6Aとなっているので
必ずしも、5.0Aと表記する訳ではないみたいですね

Q対地静電容量って

電気について勉強しているもの(電工2種の知識程度)です。
質問1 漏電と地絡は同じと解釈していいでしょうか?
質問2 対地静電容量という言葉がどうも理解できません、架空電線は大地から空気絶縁されていると思うんですが、本などでは大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが、意味がわかりません、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

質問2 対地静電容量
コンデンサは導体と導体の間に絶縁物を入れたものです。
電線(導体)と大地(導体)の間に絶縁物(空気)を入れているのでコンデンサとなります。
 単位あたり(例えば1mあたり)静電容量としては小さくなりますが配電線など距離が長いので大きな値になったりします。
地面に対する静電容量というイメージでよいです。
ですので「大地から電線へコンデンサの記号を介して電流が流れるように見えるんですが」のその通りです。
電流が流れるかどうかは静電容量の大きさと電圧の大きさによります。


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