マンガでよめる痔のこと・薬のこと

三相短絡電流の計算式がいまいちピンときません。。。

二相短絡の場合は、二相分の電源(電圧源)とインピーダンスによって閉回路が形成されるので、二相短絡電流=√3×相電圧/(2×インピーダンス)ということはイメージができます。

が、三相短絡の場合、なぜ1相分だけ取り出せば三相短絡電流になるのでしょうか?

漠然とした疑問で申し訳ありません。

どなたか回答いただけると非常に助かります。。。

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A 回答 (1件)

3相回路の計算の仕方を思い出したらどうでしょう。


1相取り出して計算しますよね。

3相短絡ということは、0Ωの三相平衡負荷がかかっている状態とみなせるので、
短絡電流Isは負荷が0Ω時の相電流
Is=相電圧E/電送路のインピダンスZ
を求める形になると思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

三相短絡時は各相にIsが流れているという理解で良いですよね?
だから短絡容量の計算は3×EZとなる。(各相の電力×3倍)

二相短絡の時は√3×E/(2×Z)の電流が1相だけに流れる(短絡の相手相には逆向きの電流が流れる)ということですよね?

(これが合っているのであれば)すっきりしました。
勉強不足ですいません。
助かりました。

ありがとうございました。

お礼日時:2009/11/11 23:00

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Q三相交流のショートについて

 すいません、いろいろ参考書を見たのですが、納得いく答えが見つからないので質問します。
 
 三相は、それぞれ相が120°ずつ異なるので、三相の瞬時値を合計すると常に電流は0Aになると思うのですが、ということは、素人考えでは、三相の線一気に短絡させたらショートしないのではないかと考えるのですが・・・。三相短絡という言葉もあるので、なにか大きな勘違いをしているのはわかるのですが、具体的な回答が自分の中で出ません。
 
 また、以上の考えが間違いであるなら、スター結線時の、中性点での三相の結びはなぜいいのかと思ってしまいます。どなたかご教示ください。
 

Aベストアンサー

図解を参考にされると理解しやすいと思います。
最初に三相四線式の回路を考えます。
各相の負荷RにそれぞれIa、Ib、Icの電流が流れています。
中性線にはIa、Ib、Icが流れ込みます。
中性線に流れる電流のベクトル和は零になります。
中性線に流れる電流が零ですので、中性線は省略できます。
これが三相三線式の回路となります。

次に負荷である抵抗Rの抵抗値が徐々に小さくなると考えます。
小さくなりますと、各相に流れる電流が大きくなります。
この場合でも中性線に流れる電流のベクトル和は零Aです。

更に抵抗値が小さくなり、零Ωになったと考えます。
即ち、三相短絡状態です。
この時、各相(Ia、Ib、Ic)に流れる電流は過大な電流、短絡電流
となります。
また、同様に中性線に流れる電流を考えますとベクトル和で考えれば、
零Aとなります。
このことは中性線を省略できることになりますので、三相三線式の回路
で考えても良いことになります。

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、

トランス容量(kVA)/電圧(kV)×√3×%Z(%)

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。
 Is = 1 + (V・L/3-100)/150 + (V・L'/3-1)/2

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

Q3相交流回路の短絡事故について

三相交流について教えてください。

△結線で相間短絡した場合、残りの相はどうなるのでしょうか?
結果として3相共に短絡してしまっているのですが、その理由がよくわかりません。

対象回路について少し説明させていただきます。
変圧トランスY-△結線で、変圧後ダイオードブリッジで整流し、制御回路のDC電源として使用している回路です。
ダイオードブリッジの入力側(プラス)が3相共に短絡状態となってしまており、配線を焼損してしまっています。

宜しくお願い致します。

Aベストアンサー

3相短絡事故といっても3相の電圧、インピーダンス、電流、放熱などが全く同じとは限らないので、3線が全く同時に断線するなんてことはなく、時間差をもって推移するのが当たり前です。2相目が断線した時点で事故電流は無くなるので残りの1線は断線しなかったのでしょう。また事故のきっかけを考えても推定の域を出ません。
そういうことよりももっと大事なことを検討してください。そもそもダイオードが偶発的に故障を起こすのはやむを得ないことですが、それによって電線が断線するまでに至ったことは電気技術者として恥ずかしいことです。短絡事故発生後直ちにMCCBが動作していれば、電線はほとんど損傷は無かったはずです。何故短絡事故が起きたのかよりも、何故保護機能が正常に働かなかったのかを検証し改善することが重要です。同時に他の設備についても確認が必要です。

Q単相トランス三相結線時の短絡電流について

下記仕様の単相トランス3台を三相結線した場合の二次側三相短絡電流はいくらになるでしょうか。どなたか計算方法をご教示願えませんか。

単相容量100kVA、一次電圧6.6kV、二次電圧420V、%インピーダンス4%、
結線デルタ-デルタ(Δ-Δ)

三相トランスの短絡電流の計算方法はわかりますが、
単相トランスをデルタ結線にした場合に%インピーダンスを
そのまま計算してよいものなのかまたは三相として換算する必要が
あるものなのかがわかりません。
また三相として換算する必要がある場合、結線方法の違い
(例えばデルタ-スター)で%インピーダンスは変わりますか。

Aベストアンサー

今まで考えたことの無かった事例なので、しばらく思案をした結果、単相変圧器1台を単相で使ったときも、3台を三相で使ったときも、完全短絡時に変圧器の巻線に流れる電流は同じはずと考えました。とすれば、三相結線時の短絡(線)電流は、2台の変圧器の短絡(相)電流をベクトル合成すればいいので、単相の時の√3倍になると思います。
単相の短絡電流は、100/420/0.04=6[kA]
三相の短絡電流は、6×√3=10[kA]

QΔ-Y結線にて位相が30°進むのはなぜ?

Δ-Y結線にて、1次電圧に対して、2次電圧の位相が30°進むのはなぜでしょうか?

Y結線は、線間電圧が相電圧に対して、30°進むのですよね?
それだと、Δ-Y結線では、Y結線の相電圧は、Δの線間電圧に対し、30°遅れると
思うのですが、違うのでしょうか?

Aベストアンサー

Δ接続の相電圧(=線間電圧)とY接続の相電圧が対応しているので、一次の線間電圧と二次の相電圧が同位相になります。
二次の線間電圧(Vuw)が二次の相電圧(Vu)より30度進みになるので、二次の線間電圧は一次の線間電圧より30度進みになるかと思います。

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。
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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

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三相交流のV結線がわかりません

V結線について勉強しているのですが、なぜ三相交流を供給できるのか理解できません。位相が2π/3ずれた2つの交流電源から流れる電流をベクトルを用いて計算してもアンバランスな結果になりました。何か大事な前提を見落としているような気がします。

一般にV結線と言うときには、発電所など大元の電源から三相交流が供給されていることが前提になっているのでしょうか?

それとも、インバータやコンバータ等を駆使して位相が3π/2ずれた交流電源2つを用意したら、三相交流を供給可能なのでしょうか?

Aベストアンサー

#1です。
>V結線になると電源が1つなくなりベクトルが1本消えるということですよね?
●変圧器のベクトルとしてはそのとおりです。

>なぜ2つの電源の和を「マイナス」にして考えることができるのかが疑問なのです。
●もっと分かりやすいモデルで考えてみましょう。
乾電池が2個あってこれを直列に接続する場合ですが、1個目の乾電池の電圧をベクトル表示し、これに2個目の乾電池の電圧をベクトル表示して、直列合計は2つのベクトルを加算したものとなりますが、この場合は位相角は同相なのでベクトルの長さは2倍となります。

同様に三相V結線の場合は、A-B,B-Cの線間に変圧器があるとすれば、A-C間はA-B,B-Cのベクトル和となりますが、C-A間はその逆なのでA-C間のマイナスとなります。

つまり、どちらから見るかによって、マイナスにしたりプラスにしたりとなるだけのことです。

端的に言えば、1万円の借金はマイナス1万円を貸したというのと同じようなものです。


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