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。

No.2 ベストアンサー 回答者： yhr2 回答日時： 2015/10/22 00:30

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/feran …


＞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。

この回答へのお礼

回答していただいた説明を参考に勉強を続けたいと思います。
ご回答して頂き、ありがとうございました！

お礼日時：2015/10/24 20:41

No.4 回答者： yhr2 回答日時： 2015/10/24 15:29

No.3さんの回答に関して：

＞インダクタンス--コイル成分が顕著になり、電圧に対して電流の位相が遅れるのです。
　コンデンサー(キャパシタンス)は進相する。

「進み」「遅れ」の言い方は、何を基準に、何の「進み」「遅れ」を言うかによって変わります。
「抵抗」と合わせて「有効電力」の元となる「電流」を基準に言うのが普通かと思います。「電流」を基準にすれば、「インダクタンス--コイル成分」の電圧は「進み」、「コンデンサー(キャパシタンス)」の電圧は「遅れ」です。

＞電圧の実行値は上がってしまいます。

　ここでは「実効値」は関係ないと思うのですが・・・。

＞いわゆる進相コンデンサの役割を発電機にさせる。発電機をモーターにするということ。

　それはあり得ないでしょう。「発電機」を「モータリング」させることは、発電機やタービンの復水器を破損させることになるので、確実に阻止する必要があります。
　界磁を軽くして、「進み」（電流に対する電圧の、です）を大きくするということかと思います。

No.3 回答者： ORUKA1951 回答日時： 2015/10/22 17:29

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？

　誰か間違えてらっしゃいますが、インダクタンス--コイル成分が顕著になり、電圧に対して電流の位相が遅れるのです。
　コンデンサー(キャパシタンス)は進相する。

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？
　電圧の実行値は上がってしまいます。

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。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？
　
　いわゆる進相コンデンサの役割を発電機にさせる。発電機をモーターにするということ。

No.1 回答者： lupan344 回答日時： 2015/10/18 10:09

1.)需要側の力率が低い為、送電側はそれを補償する送電を行っています。

　需要側の必要電力が減った場合は、結果として送電側の電流が進相しすぎて、需要側では遅れ無効電力があるのと同じ事になります。
2.)フェランチ効果により、送電側の電流が進相しすぎると電圧は上昇します。
3.)遅れ無効電力と進み無効電力を吸収するには、コンデンサーやリアクトルで余分な電流を制御する事になります。
発電機の励磁電流の制御により、発電機で吸収する方法もとります。
結果としては、無効電力分の電流は、大地に流れたり、発電機が消費する事になります。
以下のリンクが詳しく説明しています。

http://www.jeea.or.jp/course/contents/04104/
http://www.jeea.or.jp/course/contents/03301/