送電線の損失について

さまざまな質問サイトでも書いてありましたが、あえて質問させていただきます。

送電線で送電する場合、275ｋV、154ｋVなど電圧を上げ、電流を少なくし送電しています。理由として、送電線の損失が少なくなるからという理由が挙げられていますが、その根拠は何でしょうか。

P=R*I＾2という公式で説明されている場合が多いですが、P=(V＾2)/Rという式もあります。

V=RIなので、送電線にかかる電圧も低くなるという説明もありましたが、抵抗にかかる電圧も下がり、電圧降下を考えると残りの電圧はどこにいっているのかわかりません。

よろしくおねがいします。

No.7 ベストアンサー 回答者： misawajp 回答日時： 2011/03/02 19:33

＞負荷の電圧をV=RIで計算してはいけないということでしょうか？

まだ思い込みの呪縛

負荷をR　送電線の抵抗を（LR)　とすれば

送電端の電圧V0　電流を　I　として　V0＝（LR)*I+R*I

V0が２倍になれば　負荷電力が同一とすればRは２倍にして電流を1/2になるようにする
送電線損失は　（LR)*I/2と1/2になる　（送電線損失が少なくなった分V0を下げますが・・）

送電電圧を上げても　負荷の電圧は降圧して変わらないようにします・・・このあたりのことも失念されているのかも

R　が変わらなくても　LRが小さくなれば　同じ負荷電力でV0を低くできる

　

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
やっと理解できました。
私が勘違いしていたのは、電源の電圧と電流が一定だと考えていたからだと思います。
電圧をあげて負荷の抵抗が変わらなければ電流が増えてしまうというところ忘れていました。

お礼日時：2011/03/02 21:06

No.6 回答者： misawajp 回答日時： 2011/03/02 18:23

消費される電力のことを失念しているからです

送電線の意味を理解できれば答えは得られます
負荷で消費される電力と送電線で消費される電力を考えることです
中途半端な知識と思い込みで袋小路にはまっています

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
負荷の電圧をV=RIで計算してはいけないということでしょうか？

お礼日時：2011/03/02 19:15

No.5 回答者： Executione 回答日時： 2011/03/02 18:23

「残りの電圧」というのは、どの電圧のことでしょう?

例えば、電源105V、負荷100Vのとき、送電線には５Vですね。
このとき、負荷の電流は１A、送電線の抵抗は5Ω。

ここで、電源電圧を1000.5Vにしてみます。でも、そのまま加えたのでは、負荷を壊しますので、変圧器を入れます。電圧比10:1（電流比1:10）とします。
負荷には、100V、１Aが流れます。（変圧器の2次側）
変圧器の1次側は、電圧1000V、電流0.1Aとなります。
この電流が送電線の抵抗5Ωには、5Ω×0.1A＝0.5Vの電圧降下となります。
電源電圧は、1000V+0.5V。

送電線の電流も減り、電圧降下も下がりました。

都合よく、電源電圧を1000.5Vにしたところに疑問を感じたかもしれません。
例えば、1010Vでもいいんです。
そうすると、いわゆる「残りの電圧」が発生しそうですよね？
ところが、変圧器には、タップというものがあって、都合よく調整できるのです。（コイルの巻き数比を変えるものがある。）
なので、電源が、というか変圧器の1次側の直前のところで少しぐらい大きい電圧、または小さい電圧になっても、2次側は、この例で言うと、ほぼ100Vになるのです。
だから、残りの電圧はありません。

No.4 回答者： P0O9I 回答日時： 2011/03/02 18:06

送電線の損失ですよ。

送電線の抵抗による損失のことをいいます。
その値は Loss=I^2×Rですね。この値は電圧には関係ありません。
損失になるLoss=(Vloss＾2)/R のVlossは送信電圧ではなく、送電線の両端での電圧降下値のことです。Vloss＝I×R です。同じことを言っているのです。

だから送電線が変わらなければ、電流値が同じなら損失は変わりません。送電電圧が２倍になれば、送ることのできる電力は２倍になります。だから送電電力に対する損失率は半分になります。

No.3 回答者： sailor 回答日時： 2011/03/02 17:54

必要な電線の太さを考えてみてください。

電線の太さは電流によって決まり、電圧とは無関係ですので、できるだけ高い電圧で送ったほうが細い電線で大きな電力を送れてコストがさがります。

V=RIの式で残りの電圧とは何をさして言われているのかよくわかりませんが、ここでの言うRとは送電線の抵抗＋消費地での負荷抵抗をさしますが、もしかして消費地での負荷を考えずに電線だけで考えているのでしょうか？

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。
抵抗については送電線+消費地（送電線なので変圧器）で考えています。
余りの電圧というのは、電流を下げて、そこにかかる電圧をV=RIで計算した場合、少なくなった電圧のことです。

お礼日時：2011/03/02 18:38

No.2 回答者： Willyt 回答日時： 2011/03/02 17:52

送電線は電気エネルギーを送ることがその役目で、その送電線の抵抗ののためにそのエネルギーが熱になって逃げてしまいます。

その量がＶｉなのですが、オームの法則によってi^2・Ｒとなりますから、損失電力が小さいほどそ量が小さくなり、損失を減らすことができます。そのときの損失電圧が電圧降下で、これがiRとなり、その残りの電圧が送電先の電圧となってこれを需要癒が使用することになり、その回路に繋がったさまざまな機器にエネルｔギーが送られるのです。

この回答へのお礼

送電線の抵抗も、送電線の負荷側の変圧器の抵抗も一定であるとすると、V=RIなので、需要癒にかかる電圧は送電線の余りになるというのは変な気がします。

お礼日時：2011/03/02 18:35

No.1 回答者： titokani 回答日時： 2011/03/02 17:43

>275ｋV、154ｋV

この場合の電圧は対地電圧ですが、

＞P=(V＾2)/R
この式におけるVは対地電圧ではなくて、送電線の端と端との間の電圧ですね。

この回答へのお礼

回答ありがとうございます
275kV、154kVは対地電圧ではなく、線間電圧ではないでしょうか。

お礼日時：2011/03/02 18:30