「夫を成功」へ導く妻の秘訣 座談会

遅れ力率では無効電力が存在し電気代のロスが発生していることは理解できるのですが、

逆に低負荷時に進相コンデンサにより進み力率が発生し無効電力が発生するのでしょうか?

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A 回答 (4件)

ベクトル図を書きますとより深い理解がえられると思います。


図を貼り付けましたので参照にして下さい。

1)定常状態の負荷をモータに加えた時のベクトル図
2)1)のモータにコンデンサを追加接続した時のベクトル図
3)軽負荷状態でのもーたのベクトル図
4)3)のモータに2)と同じ容量のコンデンサを接続した時のベクトル図
です。

4)の図ではモータによる遅れ力率の無効電力(kvar)が発生していま
すが、コンデンサによる進み力率の無効電力(kvar)の方が上回るため、
差し引き装置全体としては進み力率の無効電力(kvar)が発生している
ことを示しています。
「進み力率の無効電力?」の回答画像3
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この回答へのお礼

進み力率でも無効電力があるということが、イメージできました。

とても分かりやすいベクトル図をありがとうございました。

お礼日時:2010/11/12 19:19

 電力会社の経験で言うと、通常日の通常時間ですと一般的に遅れ電流


による無効電力が生じます。結果電圧が低下しますが、それを補償する
ためスタティックコンデンサー或いはロータリーコンデンサーを投入します。
 土日は工場がお休みであり、且つ都心導入では地中電線路を多用
するので、進み電流による無効電力が生じます。この進み電流を
補償するため分路リアクトル或いはロータリーコンデンサーを投入し
ています。
 需要設備も同じであると思います。電動機等を止め、事務所だけの
年末年始やお盆、ゴールデンウィークは進相コンデンサを入れっぱなし
にしておくと進み電流で無効電力が生じていると思います。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

私ども需要家構内では、力率が進むと進相コンデンサを切るというイメージですが、

供給側では少し違った対処をするということですね。

ありがとうございました。

お礼日時:2010/11/12 19:33

X軸(横軸)に有効電力、Y軸(縦軸)を無効電力とします。


これに遅れ30°(遅れ力率約87%)の皮相電力を描いてみてください。

判り易い例で皮相電力100kVAとします。

単純計算ではY軸に投影した50kVarの進相コンデンサを設けると無効電力がなくなり力率100%となります。つまり50kVar以上の進相コンデンサを設けると進み力率になります。

やっかいなのは使用電力が時々刻々と変わるので以下のような自動回路を構成します。

(1)コンデンサ同容量の自動サイクリックで使用電力に追従
(2)異容量コンデンサ組み合わせで使用電力に追従(例:1、2、4、8・・・の倍数)
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この回答へのお礼

なんとか理解できました。

ありがとうございました。

お礼日時:2010/11/12 19:17

進相コンデンサの容量が負荷の遅れ無効電力より大きい場合には、全体として進みの無効電力をとることになります。


誘導電動機とセットになっている進相コンデンサの場合には誘導電動機の無効電力は軸負荷の影響をほとんど受けないので負荷が軽くなったから進相になる、という状況にはなりません。
高圧の構内配電系統でまとめて進相コンデンサをいれている場合には、自動的に進相コンデンサの投入数を調節する機器を導入したりしています。
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この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

「負荷が軽くなったから進相になる」というのが明確に飲み込めなかったのですが、

これは誘導電動機が切れると進相コンデンサも同時に切れるということで、理解しておけばよろしかったでしょうか?

お礼日時:2010/11/12 19:12

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Q力率の「進み」「遅れ」

業務で利用している電力設備に力率計なるものがあり
中央にcosφとあり針はLead(進み)の0.98を指し示していましたが
これがどのような意味合いなのかさっぱり分かりません。

いろいろ他の質問とかを見てみると「遅れ」は良くて「進み」は良くないとありました。
どの程度良くないのでしょうか?
ユーザー設備に支障が出る可能性もあるとありましたが、どの辺りの値からが危険値なのでしょうか?

Aベストアンサー

NO.3です。

 電源が自家発でないとすれば問題は負荷端の電圧上昇のみとなります。
 進み力率(容量性負荷)による負荷端の電圧上昇は、受電系統のインピーダンスや負荷率によって変わりますが、力率計が設置されている設備を基準として、そこから負荷までの配線インピーダンスを5%(リアクタンスのみ)負荷率を100%とした場合、負荷端の電圧は力率の変化によりおおむね次のようになります。

力率 おくれ
      0.8  97.1%
      0.8598.7%
      0.9  97.9%
      0.9598.6%
      1.0  100.1%

力率 すすみ
      0.98  101.1%
      0.95  101.7%
      0.9  102.3%
      0.85  102.7%
      0.8  103.1%
      0.7  103.6%

電圧上昇は負荷率が高いほど大きくなります。

Q力率が進みすぎたときの障害について

 ビルの設備管理をしています、受電設備のうち高圧側にコンデンサーが2組あり、常時1組入っており、負荷が増えると手動あるいはタイマーでオン、オフするようになっています。(20年以上前の設備です)
 この夏時期にタイマー運転で2組オンになっている時に負荷の減少によって力率が90パーセントを越えて進む方向になることがありました。
 同僚の一人が「このぐらい進んでも何も問題ない1台にして遅れとなって無効電力を出すことが管理をしているものとして恥ずかしい」と言いました。
 しかしほかの同僚は「力率メーターが90パーセントぐらいを指しているのを見るのは違和感がある、進んだことで逆に消費電力が増えることがあるんじゃないか」といいました。
 力率が進みすぎた時の不都合と何パーセントぐらいの進みなら許せるのか皆さんの回答をお願いします。
 

Aベストアンサー

こんばんは。

まず、コンデンサを設置する理由は正確にわかっていますか?

通常の工場負荷(電動機がほとんど)は誘導性負荷のため、遅れ力率
となります。
これは、系統の無効電力を吸い込み電圧を下げることと、需要家に
とっても消費電力(VA)が大きくなるため、電力会社は力率割引な
る制度を設けて、各需要家にコンデンサを設置してもらい、今まで系
統側で入れていたコンデンサの低減と、無効電力現象による送電ロス
を減らそうとしました。

しかし、この割引制度は力率が進み側になっても今度は罰則金が無い
ため、需要家は夜などの軽負荷時もコンデンサを切らず、系統にVarを
突き上げてフェランチ効果による異常電圧の発生や、系統へのShRの
増設を余儀なくされています。

また、力率(Cosθ)=1(100%)が無効電力が無く、一番良い
状態と思いますが、ご質問は進みの90%と言う意味でしょうか??

だとすれば、ありがちな話ではありますが・・・回答としては。

1.遅れ力率とすると電力料金の割引率が下がるのですぐにわかるが
 進みとなった場合は割引率が変わると言うことがないため、多くの
 需要家が進み力率で運転しています。同僚の言う、遅れ無効電力を
出すと言うのは、電力の力率割引が適用されなかった場合を言ってい
るのでしょう。

2.他の同僚が言うように、力率1以外は無効電力が発生して、力率
 1の時よりも電気料金は増えているはず。(負荷が進み力率になると
 系統側に無効電力を突き上げ電圧を上げる)

3.何パーセントの進みなら許せるかと言うと私の感覚的には5%以
 内でしょうか。軽負荷時にコンデンサを切らないと、他の需要家の
 電圧を押し上げたり弊害がありますし、効率も下がるので極力1に
 近づけるように入り切りするべきでしょう。
 

こんばんは。

まず、コンデンサを設置する理由は正確にわかっていますか?

通常の工場負荷(電動機がほとんど)は誘導性負荷のため、遅れ力率
となります。
これは、系統の無効電力を吸い込み電圧を下げることと、需要家に
とっても消費電力(VA)が大きくなるため、電力会社は力率割引な
る制度を設けて、各需要家にコンデンサを設置してもらい、今まで系
統側で入れていたコンデンサの低減と、無効電力現象による送電ロス
を減らそうとしました。

しかし、この割引制度は力率が進み側になって...続きを読む

Q進み力率で機器を運用しても問題ないですか?

電気設備のメンテ会社に就職しました。多くの需要家が電気代(基本料金)削減のため、力率改善用コンデンサーを設置していますが、常時相当の進み力率となっています。電力メータは進みは計測されない為、力率100%で電気料金の方は問題有りませんが、機器の運用上問題無いのでしょうか?
(この疑問は会社の先輩上司が回答出来るレベルを越えています。)

Aベストアンサー

進み力率の状態で運転していますと、系統のリアクタンス分により
回路電圧が上昇することがあります。
電圧が上昇しますと同一系統にて運転している多くの機器に悪影響
を与えます。
力率を常に監視し進み力率になったら、進相コンデンサを切り離し
力率を1.0以下にするようなシステムにすることをお勧めします。
次のURLをクリックして参考にして下さい。

[力率改善はどのように行うのが良いか]
http://www.jeea.or.jp/course/contents/06201/

[進相コンデンサ使用指針/ニチコン]
http://www.suzuden.co.jp/gijyutu/pdf/nc_05.pdf

Q同期発電機の無効電力について

電気の勉強をしている者ですが、解釈が合っているかわからないので質問しました。

発電所の発電機は界磁電流を調整して常に力率1になるようにして送電しているのでしょうか?そうした方が損失が減るから良いんですよね?それが一つと二つめは

ある参考書には負荷には無効電力が必要だから送電は力率1で送り需要家側でコンデンサから無効電力を供給してやると書かれていたんですが、今までの自分の解釈だと電力用コンデンサは無効電力を打ち消して力率を1に近づけるものだと思っていました。しかし、ある参考書では無効電力は 回転磁界を作ったりするのに必要な電力と書かれていました。そこで矛盾したような感覚に陥ってしまいました。まとまってなくてすみませんが、わかる方いたらよろしくおねがいします

Aベストアンサー

1)発電機は負荷側での消費電力に見合う分の発電が必要で、有効電力も無効電力も同じです。従って界磁電流の調整で常に負荷の力率を打ち消す無効電力を発生させています、負荷は力率1が理想ですが、常に変動しています。

2)モーター等の負荷は遅れ力率であるが、コンデンサーを挿入する事で遅れ力率を吸収して打ち消します、但しモーターの負荷は常に変動して、常に力率1に出来る訳ではありません、従って若干の遅れ力率の供給が発電機より必要です。

3)「電力用コンデンサは無効電力を打ち消して力率を1に近づけるものだと思っていました」その通りです
   モーターなどは遅れ電流となるが、コンデンサーは進み電流が流れ、遅れ電流を打ち消して力率を1に近づけますが正確に1には出来ません、その分は発電機の界磁電流の制御で発電機で吸収し打ち消します。

4)「ある参考書では無効電力は 回転磁界を作ったりするのに必要な電力と書かれていました。」その通りです
   モーターなどでは回転磁界を作る事でモーターは回転します、この時に遅れ電流が流れます。

5)モーターの負荷は常に変動し、その遅れ電流も変動します、コンデンサーは一定の進み電流となり打ち消すが、モーターの負荷変動に追従は出来ず、その分は発電機で打ち消します、発電機は界磁電流で連続的に変動に対応します。

6)送電線の電流を減らし、送電線での電力ロスを減らす為には負荷側でコンデンサーを挿入して調整しますが、調整しきれない分は発電機の界磁電流の調整で行います。

7)負荷側にコンデンサーを挿入して力率を1に近づける事で電力の基本料金が割り引かれます。

             参考になるかな??

1)発電機は負荷側での消費電力に見合う分の発電が必要で、有効電力も無効電力も同じです。従って界磁電流の調整で常に負荷の力率を打ち消す無効電力を発生させています、負荷は力率1が理想ですが、常に変動しています。

2)モーター等の負荷は遅れ力率であるが、コンデンサーを挿入する事で遅れ力率を吸収して打ち消します、但しモーターの負荷は常に変動して、常に力率1に出来る訳ではありません、従って若干の遅れ力率の供給が発電機より必要です。

3)「電力用コンデンサは無効電力を打ち消して力率を...続きを読む

Q発電機 無効電力 進相運転について

カテゴリを間違えてしまいましたので、再投稿します。
発電所の無効電力について教えて下さい。

深夜帯等で電力需要が少ない時は、送電線に遅れ無効電力が発生し、系統の電圧が上昇してしまうと聞きました。
そしてその電圧の上昇(フェランチ効果?)を抑えるために、発電機を進相運転にして進み無効電力を作り、送電線から戻ってくる遅れ無効電力を吸収している、と聞きました。
そこで疑問があります。

1.) 電力需要が少なくなると、なぜ遅れ無効電力が発生するのでしょうか?

2.) 遅れ無効電力が発生すると、どうして系統の電圧が上昇するのでしょうか?

3.) 遅れ無効電力と進み無効電力を吸収する、という上手いイメージが湧きませんでした。計算式によって成り立つものだとは思うのですが、言葉で説明するにはどう説明すれば良いでしょうか?

電気については詳しくなく勉強中のため、なるべく砕いた説明をして頂けたらと思います。
詳しい方がいらっしゃいましたら、ご教授をお願いいたします。

Aベストアンサー

無効電力や、フェランチ効果については、もう一方の(「エネルギー」カテ)質問への回答に書きました。併せて参照ください。
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9088930.html


>1.) 電力需要が少なくなると、なぜ遅れ無効電力が発生するのでしょうか?

 負荷が減少することにより長距離送電線の「コンデンサー」要素が卓越して「遅れ位相」(電流に比べて、電圧が遅れる)となり、無効電力が「遅れ」側になるということです。
 発電機は、通常「進み位相」で制御しますので、通常時は「進み無効電力」ですが、送電線の長いところで、夜間の電力需要が減ると、「遅れ無効電力」になります。

 「遅れ無効電力が発生する」というよりも、「進み」であった無効電力が「遅れ」になる、ということかと思います。

(↓ 参考サイト)
http://denkinyumon.web.fc2.com/denkinokiso/feranchikouka.html


>2.) 遅れ無効電力が発生すると、どうして系統の電圧が上昇するのでしょうか?

 「フェランチ効果」です。もう一つの質問への回答にも書きましたので再掲します。
 負荷が減少することにより送電線の「コンデンサー」要素が卓越して「遅れ位相」(電流に比べて、電圧が遅れる)となり、「発電端電圧」を一定に制御すると、送電線の「抵抗」「コイル」分の電圧降下ベクトルとの合成で、「受電端」の電圧が高くなる現象だと思います。
 上昇するのはあくまで「電圧」であって、「消費される電力」ではありません。「電力」と考えると混乱しますので、「電流」と「電圧」とで分けて考えた方がよいと思います。
 「位相のズレ」が、通常の「進み」から「遅れ」になることによる、「電流と電圧の位相差が逆転することによるトリック」みたいなものと考えればよいと思います。


>3.) 遅れ無効電力と進み無効電力を吸収する、という上手いイメージが湧きませんでした。

 「無効電力を吸収する」と言うとらえ方だと、本質を見失います。あくまで、「電流」と「電圧」の位相で考えた方がよいと思います。
 
 この辺は詳しくないのでよくわかりませんが、
(1)発電機側の励磁を下げることで、電流に対して電圧の位相を進める
(2)送電網の中で、需要家側(受電端側)のコンデンサーを開放してもらい、負荷のコンデンサー分を減らす(位相の遅れを軽減する)
(3)負荷側をバイパスする「分岐リアクトル」(つまりコイル)で負荷のコイル分を増やす(位相の遅れを軽減する)
ことで「遅れ位相」を改善し、フェランチ効果を抑制するということだと思います。

無効電力や、フェランチ効果については、もう一方の(「エネルギー」カテ)質問への回答に書きました。併せて参照ください。
https://oshiete.goo.ne.jp/qa/9088930.html


>1.) 電力需要が少なくなると、なぜ遅れ無効電力が発生するのでしょうか?

 負荷が減少することにより長距離送電線の「コンデンサー」要素が卓越して「遅れ位相」(電流に比べて、電圧が遅れる)となり、無効電力が「遅れ」側になるということです。
 発電機は、通常「進み位相」で制御しますので、通常時は「進み無効電力」ですが、送...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。

Q有効電力、無効電力からの力率計算について

有効電力(P)、無効電力(Q)しか分かってない状態の時に、
力率計算は、P/√(P^2+Q^2)で、0~1の値となるであっていますでしょうか?
0~1は、0%~100%になりますが、上記の式で合っている場合、
結果を、-50%~+50%で表す狙いとは何なんでしょうか?
どうしても、結果を上記の様な表示で見たいと言われたんですが、
よくわかりません。(力率計算式があっているものと仮定して話しています)

ご存知でしたら教えて下さい。
よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

 力率でも位相によって進み力率と遅れ力率があり、それを区別するために進みは-に、遅れは+に表示することがあるようです。

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進相コンデンサがなぜ進相できるのか教えてください

電気のことはまったく素人ですが、仕事でコンデンサに関わることがあり勉強中です。

進相コンデンサが、無効電力を打ち消し、力率改善に繋がることは理解できましたが、以下3点がわかりません。できるだけわかりやすく教えてください。
(1)進相できる理由は?いったん蓄えた電気を放出するから?放出するとなぜ進相するのか
(2)必要に応じて接続,断路するそうですが、蓄えるのはいつ行うのか
(3)変圧器などは無効電力などが遅れ位相となるそうですが、なぜ遅れるのか?
 磁力線に変換するために遅れるとしても、なぜ90度なのか?

あまりにも基本すぎるのか、高電圧工学などの本を見てもよくわかりません。
恥ずかしながら教えていただけると助かります。よろしくお願いします。

Aベストアンサー

#2さんに少し補足します。

Q=C・V から 、i=dQ/dt=C・dV/dt になるのですが、電源の Vとしては正弦波を前提としていますので、V=sin(ωt) となります。
したがって、i = dV/dt = sin(ωt)/dt = ω・cos(ωt) です。
整理すると i = ω・C・cos(ωt) = ω・C・sin(ωt + π/4) です。
V=sin(ωt)にたいしてπ/4つまり90度位相が進むことになります。

コイルの場合は v=Ldψ/dt=Ldi/dt ですが、今度は積分が必要です。
∫Vdt = ∫sin(ωt)dt = L∫di/dt 両辺を積分すると
-cos(ωt)/ω = L・ i なので、i = -cos(ωt)/(ω ・L) = sin(ωt - π/4) /(ω ・L)です。
今度は90度位相が遅れます。

インピーダンスをコイルは jωL、 コンデンサは 1/(jωC) で表すと一々微分や積分を使う必要が無いので計算が楽になります。

Q力率計の読み方について

高圧受電盤の力率計は向かって真上から左側はマイナス右側はプラスと読みますが、計器には左側はLead右側にはLagの表示があり読み方がなぜ逆なのでしょうか?
ちなみに無効電力計は、左側は-右側は+の表示があり読み方もそのとおりです。

Aベストアンサー

文章だけで説明することは非常に難しいのですが...

まず電圧を基準としたベクトル図をイメージして下さい。
そうすると、遅相電流(Lag)のベクトルはY軸の-方向に記入されます。

ここで分かりやすくするため、電流が電圧に対して90度遅れているものとします。
このベクトルを高圧受電盤の力率計に当てはめてみましょう。

電圧のベクトルを左に90度回転させると(つまり電圧のベクトルを時計で言う12時の位置にする。)
遅相電流のベクトルは右側(時計で言うと3時の位置)に来ます。
つまり指針が右側に来ることとなります。

ここで通常のアナログ計器(電圧計や電流計)を考えてみましょう。

指針が右に進むと+(増加)、左に戻ると-(減少)になっています。

以上のことから、指針が右に振れると遅れ力率(Lag)=プラスということで考えてみては?


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