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電力機器Q&A その他

Q2. 電圧降下はどのように計算すればいいですか?

回路に電流が流れると変圧器、ケーブル、リアクトルなどに電圧降下が生じ、一般に受電端の電圧が低下します。この値は次のように計算されます。

1. オーム値による方式

3φのとき ≒ √3 I(R COS θ+Q SIN θ) (V)
1φのとき ≒ 2 I(R COS θ+Q SIN θ) (V)
  R:1線当りの抵抗(変圧器含む) (Ω)
  Q:1線当りのリアクタンス(変圧器含む) (Ω)
  I:負荷電流 (A)
  COS θ:力率  

%抵抗、及び%リアクタンス値より、オーム値に換算する場合
(三相の場合、スター換算一相当たりとなる。)

$$ \sf{ R = {\frac{\%IR \times E^2}{kVA}}{\times 10} \qquad (\Omega) } $$

$$ \sf{ Q = {\frac{\%IX \times E^2}{kVA}}{\times 10} \qquad (\Omega) } $$

%IR: %抵抗降下
%IX: %リアクタンス降下
E: 線間電圧(kV)
kVA: 変圧器容量(3相の場合 3相容量)

2. %インピーダンス値方式

%抵抗、%リアクタンス値がわかっている場合

$$ \sf{ \varepsilon = {\frac{I}{IN}}{(\%IR \cdot COS \theta + \%IX \cdot SIN \theta)} \qquad (\%) } $$

ただし、IN: 変圧器定格電流)

又一般に力率が100%になることはまれなので上式は

$$ \sf{ \varepsilon = {\frac{I}{IN}}{\%IZ} } $$

ただし、(%IZ: インピーダンス)としても大差がない。

3. 定常負荷に別の負荷が重畳する場合

定常負荷の上に別の負荷が重畳する場合の合成の電圧降下は、1.2項の負荷電流および力率は次のようになります。
負荷(A)の負荷電流: IA
負荷(A)の力率: COSθA
負荷(B)の負荷電流: IB
負荷(B)の力率: COSθB
とすると

合成電流Ioは

$$ \sf{ Io = \sqrt{IA^2 + IB^2 + 21A \cdot IB \cdot COS (\theta A - \theta B)} } $$

  \( \sf{ = IA + IB } \) (但し、( \( \sf{ \theta A - \theta B = 0 } \) )とする)

合成力率COSθoは

$$ \sf{ COS \theta o = \frac{IA COS \theta A + IB COS \theta B}{Io} } $$

となるので負荷電流をIoに、力率COSθoに置き換えればよい。