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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。

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A 回答 (7件)

%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?
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この回答へのお礼

誘導性のXLを調査すれば計算できることがわかりました。
アドバイス、本当にありがとう御座いました。

お礼日時:2008/09/10 15:38

>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。


 
 ケーブルの%Zを求める場合、抵抗分と誘導性リアクタンスから求めます。容量性リアクタンスは単に充電電流を求める時だけで、%Zには関係ありません。
 6.6kV、150mm^2 3cのケーブルでLはオーダー的には0.23mH/kmていどです。
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この回答へのお礼

具体的な数値まで連絡頂き、恐縮です。
ありがとう御座いました。

お礼日時:2008/09/11 10:16

パーセントインピーダンス%Zは次式で求められます。


%Z=P×(R-jX)/(10V^2) から P=10MVAなら
%Z=10^4×(R-jXc)/(10V^2)でもとめられます。
 R:ケーブルの抵抗(Ω)、Xc:容量性リアクタンス(Ω)。
 V:電圧(kV)、電力容量:10MVAとする。
電圧の単位をVとするなら
%Z=10^4(R-jXc)/(10V^2・10^-6) となる。
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この回答へのお礼

ご教示ありがとう御座いました。

お礼日時:2008/09/11 10:15

NO1回答者です。


>ケーブル単体でパーセントインピーダンスを求めることは出来ないのでしょうか。
%Zは絶対的な値ではなく、基準容量と使用電圧によって変わるものですから、その前提が必要です。
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この回答へのお礼

アドバイスありがとう御座いました。

お礼日時:2008/09/10 15:35

わかる範囲で回答しますーっ



%Zは、電圧降下×100/定格電圧 単位〔%〕です。

ちなみに、当社の短絡電流の算出では、実数と虚数ではわけてません。。。

質問の件ですが、サイズと恒長が不明ですので、
6.6kV,CVT150sq,400mとしましょう。

S社の電線便覧では、
50Hz,導体温度90℃の条件で
R=0.159Ω/km →恒長から×0.4で0.0636Ω
XL=0.102Ω/km →恒長から×0.4で0.0408Ω

電圧降下=Z×定格電流
    =(0.0636+j0.0408)×875
    =55.65+j35.7〔V〕

※定格電流=10MVA/(√3×6600)=875A

従って、%Zは
  %Z=(55.65+j35.7)×100/6600
    =0.843+j0.541〔%〕
│%Z│=1.0〔%〕

 以上なんですけど、わかりますか??
 不明な点があれば、再質問ください。

この回答への補足

丁寧な説明ありがとう御座います。
はぼ理解できました。
1点だけ教えて下さい。
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。
6.6kV,CVT150sq,400mとすると
0.52[μF/km]*0.4[km]=0.208[μF]
これを、[Ω/km]に換算するには
1/(2*π*f[Hz]*X*10^-6[F])
で良いのでしょうか。
代入すると
XL=6121[Ω]
となってしまいます。
何か、単位の換算がおかしいのでしょうか?
それとも、XL[Ω/km]自体をメーカーから入手する必要が有るのでしょうか?

お手数をお掛けしますが、よろしくお願いいたします。

補足日時:2008/09/10 09:42
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この回答へのお礼

XL[Ω/km]自体をメーカーから入手する必要が有るのが理解出来ました。
アドバイスありがとう御座いました。

お礼日時:2008/09/10 15:40

まずX[μF]をjXに変換します。


jX=1/(2・Π・F[Hz]・X[F])(単位に注意して)
インピーダンス変換%Z=P[kVA]・(R+jX)/(10・E[kV]^2)
P:基準容量

この回答への補足

ご回答ありがとう御座いました。
以下の条件で試算してのですが、どうも桁が違うような気がします。
再度ご教授お願いできませんでしょうか。
X=0.032[μF]
jX=1/(2×3.14×60×0.032×10^-6[F])
  =82378[Ω] ← 桁がおかしい?
それと、インピーダンス変換%Zの単位は無次元でしょうか?
または、[%]でしょうか?

レベルが低くて申し訳ありませんがよろしくお願いいたします。

補足日時:2008/09/09 17:15
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この回答へのお礼

誘導性のXLを調査すれば計算できることがわかりました。
アドバイス、ありがとう御座いました。

お礼日時:2008/09/10 15:41

>リアクタンス分はX[μF]とした場合  → [F]ではなく[H]


(実数と虚数を分けない実用的な計算)
ケーブルのインピーダンスをΔZ、定格負荷をY結線としたときの1相あたりのインピーダンスをZ(=EE/P) %Z=ΔZ/Z
(実数と虚数を分ける計算)
上記と同じだが、%Z=ΔZ/Z=(r+jx)/(R+jX)
この後を実数と虚数に分けてください。通常は負荷の力率が決まらないので、複素数で求めることはないと思います。

この回答への補足

回答ありがとう御座います。
勉強不足で申し訳ありません。ケーブル単体でパーセントインピーダンスを求めることは出来ないのでしょうか。

補足日時:2008/09/09 09:21
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この回答へのお礼

ご教示ありがとう御座いました。
もう少し、勉強してみます。

お礼日時:2008/09/10 09:59

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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
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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、

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等価線間距離=(D12×D23×D31)^(1/3)
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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
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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

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ただ、出来たらこう記載した方が正確です。
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理論式ではこうなります。
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こんにちわ!
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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。
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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。
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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。
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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。
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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トランスの2次側短絡電流の求め方がわかりません。 ご指導お願い致します

トランスの2次側短絡電流の求め方がわかりません。 ご指導お願い致します。

求めたいのは 

1φ3W100/200 150KVAのトランス。

3φ3W 200 500KVAのトランス。

です。わからなくてかなり困ってます><


また 今 ケーブルラックに 2段積みにケーブルを乗せようとしています。

そこで 低減率が0.5となるのですが ケーブルの許容電流も0.5倍と考えていいのでしょうか?

この場合 低減率を考慮した許容電流(0.5なら半分?)に対応するブレーカーをとりつけるべきなのでし

ょうか?  例えば、ケーブルの許容電流が 80Aだとします。 ケーブルラックで2段重ね

にする為 低減率が0.5とします。 実際のケーブルの許容電流は 40A。

これを保護するブレーカーは 40A未満のものとかんがえるのでしょうか?

ご指導願います。

Aベストアンサー

>トランスの2次側短絡電流の求め方がわかりません。
高圧側・トランスのパーセントインピーダンスが分からないと計算できません。
トランスが納入済であれば名板に書いてあります。納入前ならメーカーに一般値を聞いてください。実際作ってみないと分かりませんが
高圧側のパーセントインピーダンスは、高圧受電であれば電力会社の計算値があります。特高受電であれば、新設時に計算しているはずなので、見つけてください。
概算で計算するには、基本的に高圧短絡電流は12,5kAを超えないように設計するのでで7%(10MBASE)です。まれに20kAもありますが
変圧器150kVAは2%、500kVAは3%程度で計算すれば超えることがないと思います。
まず7%を150kVAにベース変換7X150/10000=0.105%
変圧器2次パーセントインピーダンス2+0.105=2.105%
変圧器の定格電流をパーセントインピーダンス(実数)で割る
150/0.2/0.02105=36kA
3相は頑張ってください。
>ケーブルラックに 2段積みにケーブルを乗せようとしています。
あまり推奨できません、回避したほうがよいと思います。
電灯回路であれば電線の許容電流以下でなければならないので、40A以下のCBとなります。
動力回路は始動電流絡みで緩和規定がありますが、基本的に40Aとなってしまうと思います。
低減率はすべての電線に電流が流れた場合です。(参考までに)

>トランスの2次側短絡電流の求め方がわかりません。
高圧側・トランスのパーセントインピーダンスが分からないと計算できません。
トランスが納入済であれば名板に書いてあります。納入前ならメーカーに一般値を聞いてください。実際作ってみないと分かりませんが
高圧側のパーセントインピーダンスは、高圧受電であれば電力会社の計算値があります。特高受電であれば、新設時に計算しているはずなので、見つけてください。
概算で計算するには、基本的に高圧短絡電流は12,5kAを超えないように設計するので...続きを読む

Q変圧器の基準容量について

質問です。

2つの変圧器A、Bがあって、
・A器の%インピーダンス:%Za
・B器の%インピーダンス:%Zb
・A器の定格容量:Pa
・B器の定格容量:Pb
のとき、A器の定格容量Paを基準容量とした場合の、B器の%インピーダンスの換算値%Zb'が、

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となる理由を教えていただきたいのですが、よろしくお願いします。

Aベストアンサー

この問題の%Zは、基準電圧に対しての線路電圧降下を指しています。
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基準容量は、
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  = √3 ・ Vn ・ Is ・ %Z / 100
 In = Is ・ %Z / 100
そこから、
 %Z = P ・ 100 / (√3 ・ Vn ・ Is)
その為、基準容量を増やせば%Zも増え、減らせば減ります。
その為、問題では基準とする変圧器はA器であると表現されますが、求めたいのはB器なので、B器の%ZをA器基準に変換してあげなければなりません。
つまり、A器の容量がB器の何倍かが分かれば、%Zを変換する事が出来ます。
故に、
 %Zb' = %Zb ・ (Pa / Pb)

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)

Qパーセントインピーダンスについて

お世話になります。
別のカテゴリーで質問したのですが、
御回答頂けなかったので宜しくお願いします。

私、ただいま変圧器について勉強しているのですが、
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沸いてきません。
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宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

>%Zに関する簡単な問題を解くことは出来るのですが、
それが実際にどのように役立つのかイメージとして
沸いてきません。

*私も、短絡計算をやり始めた頃は「数字と計算」だけで
 具体的な「物理的意味」を判らず仕事していましたね。

 %インピーダンス(電圧)の定義はご存知だとは思いますが(再確認で)
 (私なりの解釈ですが)
 「変圧器二次側端子電圧の変化率、定格電流と内部インピーダンスとの積(電圧降下)が
  定格電圧に対する%で表示」

 すなわち、「%インピーダンスが小さい」変圧器は「内部インピーダンスが小さい」

 と言うことは、変圧器での
  1)二次側での短絡事故時の「限流作用が小さい」(短絡電流が大きくなる)
  2)「電圧変動率が小さい」(負荷への電圧変動の影響が小さい:電灯照明の明るさやモータの動作が安定)
 ことですね。
 事故電流を考えると、%インピーダンスが小さ過ぎるのも、考え処のようですね。

 (参考)「インピーダンス電圧の測定方法」
  変圧器二次側端子を短絡して、
  一時側に定格周波数の電圧をスライダックで徐々に低電圧から課電していき
  「定格電流が流れた時の電圧」がインピーダンス電圧。

 回答になったでしょうか。


 

>%Zに関する簡単な問題を解くことは出来るのですが、
それが実際にどのように役立つのかイメージとして
沸いてきません。

*私も、短絡計算をやり始めた頃は「数字と計算」だけで
 具体的な「物理的意味」を判らず仕事していましたね。

 %インピーダンス(電圧)の定義はご存知だとは思いますが(再確認で)
 (私なりの解釈ですが)
 「変圧器二次側端子電圧の変化率、定格電流と内部インピーダンスとの積(電圧降下)が
  定格電圧に対する%で表示」

 すなわち、「%インピーダンス...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、

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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

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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

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モーター始動時の電圧降下を下記の通り計算したのですが、自信がありません。考え方や計算に間違えがあれば指摘していただきたいのですが・・・
特に、変圧器のインピーダンスを抵抗分とリアクタンス分に分けて計算することが必要なのか分りません。

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変圧器→バスダクト→低圧配電盤→低圧幹線→動力盤→分岐配線→モーター

(算定条件)
変圧器:1000kVA/3300/440V60Hz %Z=4.92%
(トランスメーカー平均値よりX/R=4.22)
低圧幹線:CVT250sq/30m(R=0.099Ω/km、X=0.0993Ω/km)
分岐幹線:CV3.5sq/82m(R=6.76Ω/km、X=0.11Ω/km)
モーター:5.5kW/11.7A
始動時力率:0.3
始動電流:定格の6倍

(計算)
変圧器、低圧幹線、分岐配線の各インピーダンスを合計する。
但し、バスダクトは極端に短いので無視する。
イ.変圧器
仮にR=0.0022Ωとすると
%R=0.0022×1000×10^3/440^2×100=1.14%
%X=√4.92^2-1.14^2√閉じる=4.79%
X=4.79×440^2/1000×10^3/100=0.0093Ω
(補足:算定条件X/R=4.22となるように、ここで変圧器の抵抗分とリアクタンス分を算出しました。)
ロ.低圧幹線
R=0.099×30/1000=0.003Ω
X=0.0993×30/1000=0.003Ω
ハ.分岐配線
R=6.76×82/1000=0.5543Ω
X=0.11×82/1000=0.009Ω
各インピーダンスを合計すると
R=0.0022+0.003+0.5543=0.5595Ω
X=0.0093+0.003+0.009=0.0213Ω

e=1.732I(RCOSθ+XSINθ)より
 =1.732×(11.7×6)×(0.5595×0.3+0.0213×0.95)
 =22.9V

以上、宜しくお願いします。

モーター始動時の電圧降下を下記の通り計算したのですが、自信がありません。考え方や計算に間違えがあれば指摘していただきたいのですが・・・
特に、変圧器のインピーダンスを抵抗分とリアクタンス分に分けて計算することが必要なのか分りません。

(系統)
変圧器→バスダクト→低圧配電盤→低圧幹線→動力盤→分岐配線→モーター

(算定条件)
変圧器:1000kVA/3300/440V60Hz %Z=4.92%
(トランスメーカー平均値よりX/R=4.22)
低圧幹線:CVT250sq/30m(R=0.099Ω/km、X=0.0993Ω/km)
分岐幹線:CV3...続きを読む

Aベストアンサー

N06の方解説有難う御ざいます。
・電源及び電線路の電圧降下は
Vd=22.88-j64.12[V]です。
・トランスの内部の起電力Vを440Vとすれば
 モーター端子での電圧Vtは
Vt=440-(22.88-j64.1)
 =417.12+j64.1[V]になります。
|Vt|=422.2 [V]
No.3の方はVdに440Vプラスして絶対値をとってから440引いてますが、少しおかしいと思います。
(1)440V-|Vt|=440-422.02=17.98Vこれも余りぱっとしませんけど。
(2)|440-417.12-j64.1|=68.08V
考え方で色々変わります。
端子電圧Vtは
Vt=417.12+j64.1[V]と理解するのが一番問題が少ないように思います。 


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