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変圧器の力率について
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- m_and_dmp
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NO.2 です。 後ろの2行は無視してください。消し忘れです。
- m_and_dmp
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無負荷のとき流れる一次電流は、励磁電流と鉄損に起因する電流、それに僅かですが励磁電流による銅損に起因する電流です。 励磁電流は電圧に対して90°遅れ、鉄損に伴う電流は電圧と同相成分を含む歪波、銅損に伴う電流は無視して良いと思います。 それぞれの電流の大きさは励磁電流（90°遅れ）が最も大きいので、力率は悪くなります。 ある変圧器製造メーカーの資料によると、高圧受電用単相変圧器の場合、力率は0.3～0.5、励磁電流は１次定格電流の1～6% だそうです。 https://www.daihen.co.jp/products/electric/faq/how/q29.html 変圧器は無負荷の場合、無負荷損が増えるわけではありません。遅れ電流の割合が大きいだけです。（力率は悪いが、損失が大きいわけではありません。） 例をあげて検討してみたいと思います。 一次電圧100V、定格容量100kVA, 励磁電流の割合が定格電流の5%の変圧器、鉄損・銅損はないものとします。（実際にこのような変圧器はありませんが、） 定格一次電流は100kVA/100V=1000A 励磁電流はその5%=50A 鉄損・銅損はないと仮定した変圧器の無負荷時の電流は励磁電流だけなので、力率は0 です。 この変圧器に定格容量の10%=10kVA(100A)、遅れ力率0.8 の負荷を接続します。負荷に起因する電流の有効成分は80A, 無効成分(遅れ成分)60Aとなります。 全電流は、有効成分80A, 無効成分60A+50A(励磁電流)=110A となります。力率は80/√(80^2+110^2)=0.59 と計算されます。負荷電流を0Aから1000Aまで変化させて、力率がどう変化するかみると、負荷が大きくなるにつれて、力率は負荷の力率に近づいて行くことがわかります。 力率が悪いと言ってもその大きさが小さければ問題になりません。上の計算では、無負荷では力率0、10%=10kVA(100A)、遅れ力率0.8 の負荷では力率0.59 ですが、無効電力の大きさは、前者が5kVA、後者が11kVAとなります。送電側に対するインパクト（悪影響）は後者の方が大であることがわかります。 力率を改善するには進相コンデンサが一般に知られていますが、最近では静止型無効電力補償装置（電子的装置）があります。 https://yaku-tik.com/denken/d-phase-modifying-equipment/ 負荷に起因する電流は、電流と同相成分が 負荷容量が小さい場合の対策としては容量の小さい変圧器に切り替えることです。
- tetsumyi
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無負荷損が増えて力率が極端に悪くなると言っても負荷が無いのですから消費電力はほんの僅かです。 負荷容量がかなり小さい場合もほぼ無負荷に近い状態となり力率は悪化するでしょうがやはり無駄になる電力は少ないです。 負荷容量が小さい場合の対策としては容量の小さい変圧器に切り替えることです。
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