進相コンデンサの直列リアクトルが力率改善効果に与える影響

質問

現在進相コンデンサは，直列リアクトルが接続されたものになっていますが，例えば６％のリアクトル付のコンデンサの力率改善効果は，コンデンサ容量Ｑ(kVA)の場合，リアクトル６％分がコンデンサと逆位相の効果を有するため，Ｑ×（１－０．０６×２）＝０．８８Ｑ（kVA）の容量が力率改善に寄与すると考えればよいのでしょうか？
また，カタログにはコンデンサ設備容量Ｑｂとして正味のコンデンサの容量が記載されていますが，これを使用するとしても力率改善に寄与するのはＱｂではなく，リアクトルの分を差し引いてＱｂ－０．０６Ｑと考えるべきでしょうか。

回答No.2

kohrem · ベストアンサー

補足します。

定格容量＝19.1 kVA，定格設備容量=18 kVA
という標準定格があります。
この意味は6%のリアクトルを含めた装置全体の容量が19.1kVAでそのうちのコンデンサが
19.1 × 0.94 = 18 kVA

その通りです！

例えばこの定格容量19.1kVAの進相コンデンサは定格としての数値が19.1kVAであるにもかかわらず，進相分は18-(19.1 * 0.06) = 16.9 kVA

ちょっと違います。
まず、その進相設備ですと、
設備容量：18kVar
ＳＣ容量：19.1kVar
ＳＲ容量：1.1kVar
となりますので、設備全体の進相分は18kVarになります。
ちなみに、ＳＲの％はＳＣに対しての％になりますので、18kVarの進相分が欲しくてＳＲを６％考慮の場合、ＳＣは、
18Kvar/0.94≒19.1kVarとなります。

■定格容量→ＳＣの定格容量
■定格設備容量→ＳＲ＋ＳＣの合計定格容量
　つまり、力率改善に寄与する進相電力です。
・・・ん～もしかして、わかりづらいですか？

回答No.3

marin_love

進相容量（設備定格）とコンデンサ単体
容量（機器定格）との関係がややこしく
なっていると思われます。

力率改善に寄与する容量は設備定格となります。
ここで設備定格は設備を構成している機器により
決定します。
設備構成機器は進相コンデンサと直列リアクトルに
なります。
進相コンデンサはその名の通り容量がそのまま
進相分になりますが、直列リアクトルは逆に
遅相分になり、設備としては、
進相容量＝進相コンデンサ容量－直列リアクトル容量と
なります。

ここで現在のＪＩＳは設備定格を主として考え、
設備定格を満足するため機器定格を算出しています。

(1)進相コンデンサ容量＝設備定格／（１－Ｌ％）
(2)直列リアクトル容量＝進相コンデンサ容量×Ｌ％
（定格電圧も同様です）

余談ですが・・・
(1)を変形すると、
設備定格＝進相コンデンサ容量×（１－Ｌ％）
　　　　＝進相コンデンサ容量－
　　　　　　　進相コンデンサ容量×Ｌ％
　ここで(2)を代入して
　　　　＝進相コンデンサ容量－直列リアクトル容量
となります。
余談終了

具体的に19.1kVAの進相コンデンサ容量に1.1kVAの
直列リアクトルを接続すると18kVAの設備定格（進相
容量）となります。
進相コンデンサ容量=設備定格/(1-L%)
　　　　　　　　　=18kVA/(1-0.06)
　　　　　　　　　=19.1kVA
直列リアクトル容量=進相コンデンサ容量×L%
　　　　　　　　　=19.1kVA×0.06
　　　　　　　　　=1.1kVA
設備定格=進相コンデンサ容量-直列リアクトル容量
　　　　=19.1kVA-1.1kVA
　　　　=18kVA
電源から見て18kVAの設備定格（進相容量）と
なります。

お礼

kohremさん,marin_loveさんどうもありがとうございました。定格容量の意味を取り違えていたことが判りました。定量的，具体的なご説明大変わかりやすく勉強になりました。どうもありがとうございました。

回答No.1

kohrem

どのような場所で使用されているかはわかりませんが、私の会社では2種類のコンデンサがあります。
確か？1998年のＪＩＳ改定でＳＣにはＳＲを付けてねとなりまして、それ以前のものを旧ＪＩＳ品と呼んでます(私だけか？)。
この当時規定がなかったことから、ＳＣの多くはＳＲを付ける事を考慮したものではなかった為、例えば100kVarのＳＣがあった場合、６％のＳＲを設置すると、
100kVar×6%=6kVarとなります。
そうなりますと、Ｌ分がシリースに入るわけですので合成インピーダンスは下がりますよね！
合成Z=Xc-0.06×Xc=Xc(1-0.06)=0.94Xc
なので、電流は1/0.94倍になります。
こうなりますと、容量は電流の2乗に比例しますので、
ＳＣ容量は、
100kVar×(1/0.94)^2≒113.17kVar
ＳＲ容量は、
6kVar×(1/0.94)^2≒6.79kVar
従って、進相設備合計(電源側から見た)は、
-j113.17kVar+j6.79kVar=-j106.38kVar
の進相無効電力となります。
尚、13%のＳＲの場合、ＳＣは
100kVar×(1/0.87)^2≒132.11kVar
・・・結構な過負荷ですねぇ、まぁうちにもありますが(^^;)

次に、ＪＩＳ対応品ですが、これはＳＲ設置による上記のようなＳＣ受電端電圧上昇→過電流(過負荷)にならないように考慮されて作ってますので、電側から見た進相分を100kVarにしたければ、
ＳＣ＝106kVar
ＳＲ＝6kVar　と、300kVarにしたければ、
ＳＣ＝319kVar
ＳＲ＝19kVar　とします。

以上、詳細な式が必要であれば書きますので、補足要求下さい。

補足

kohremさんどうもありがとうございます。
低圧進相コンデンサはJISによりますと
例えばL=6%対応品で回路電圧440V，周波数60Hzの場合，
定格容量＝19.1 kVA，定格設備容量=18 kVA
という標準定格があります。
この意味は6%のリアクトルを含めた装置全体の容量が19.1kVAでそのうちのコンデンサが
19.1 × 0.94 = 18 kVA
であるということと思われます。
kohremさんの
「電源側から見た進相分を100kVarにしたければ、
ＳＣ＝106kVar
ＳＲ＝6kVar」
という主旨から考えますと，
例えばこの定格容量19.1kVAの進相コンデンサは定格としての数値が19.1kVAであるにもかかわらず，進相分は18-(19.1 * 0.06) = 16.9 kVA
と考えればよいということですね。