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三相交流発電機での電力送配電についての疑問
- 三相交流発電機での電力送配電についての疑問について説明します。
- 電気の勉強を始めた初心者が交流を理解する上での疑問について説明します。
- 三相交流発電機での送配電において、３本の電線を使用している理由について説明します。
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質問者が選んだベストアンサー
＞１本の送(配)電線の中を、電源を基準に行ったり来たりしているという事なのでしょうか？ １本にこだわっておられるようですが、電流は閉じた回路でないとながれることができません。 閉じた回路に交流電源を接続すれば交番電流ですから 行ったり来たりすることになります。 三相交流の場合、１相だけ取り出して考えるときには電源側の中性点と負荷側の中性点は接続していると考えるのです。 これからいろいろ学んでいかれると思いますが、１相分を計算し３相分にする ということがあるので、あえてこのように書かせていただきました。
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- sou_tarou
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＞低圧受電する場合、トランスで変圧された電力を、三相３線式や三相２線式などで引き込むかと思いますが、配電用変電所から配電線で送り出す（とりあえずトランスに向けて）場合、スター結線とデルタ結線のどちらの方式を取っているのでしょうか？ 配電用変圧器は電力会社によって異なるようです。 関西はＹ－△ 東京は Ｙ－Ｙ－△ 1次Ｙ 2次Ｙ ３次△ だったとおもいます。 ＞上記の回答内容いかんだとは思いますが、 電源が何結線かは考えなくてよいです。都合のよいほうに考えてください。 結局 三相の電力は√３ＶＩｃｏｓθで求めることができます。（Ｖ線間電圧、Ｉ線電流） ＞スター結線の場合、三相交流の帰路が合成すると「０」になるため不要になるとの事ですが、帰路がなくなった場合、送られてきた電気はどの様な電線の経路を辿って、配電用変電所まで戻っていく事になるのでしょうか？ 書き方が悪かったようです。 同電位の箇所をつないでも、切り離しても同じです。が正しいです。 私の言いたかったのは同電位の箇所は切り離しても、つないで考えても結論は同じになるので、都合のいいほうに考えてください。と言いたかったのです。 帰路が必要と考えるなら電源側の中性点と負荷側の中性点を（実際には接続されていませんが、頭の中で）つないで考えればいいのです。 ＞またデルタ結線の場合、各相の行きと帰りを共用して使用しているイメージとの事ですが、３本ある内の１本は行きで利用した場合、残りの２本の内どちらかで帰っていくという事なのでしょうか？ ちがいます。１本の中に たとえば、Ａ相の行きの電流とＣ相の帰りの電流が流れていると考えるのです。ですので 線電流は（Ｉａ－Ｉｃ）ベクトル合成 となるのです。 ＞イメージ図を見て、一本を取ってしまう理由など漠然ではありますがなんとなく判った様な気がするのですが、いざ身近な例にあてはめようとすると、中々自分の中にイメージ図が作れずにいます。 対称な三相起電力と対称な三相負荷のイメージだけではじめは考えてください。 そこに、いきなり単相三線式などの負荷をイメージするのは対称三相負荷のモデルからはみ出しています。 もし、どうしても考えたいなら 各相に対称に単相三線式の負荷を配置して、その中の１相分だけを抜き出したようにイメージしてください。
補足
お忙しい所改めてのご回答頂き、重ね重ねありがとうございます。 まだまだ私の知識程度では、理解しきるにはほど遠いですが、 考え方のヒントを頂けて、本当に有難く思っております。 最後に一つだけ質問させて下さい。 送(配)電線１本だけを見たとした場合、そこに流れている波形は、 単相交流の波形と同じだと思ってよいか？という質問に対して、 『その通りで良いと思います。』と回答を頂戴致しましたが、その 場合、交流は電流の向きが一定間隔で変わると思うのですが、 １本の送(配)電線の中を、電源を基準に行ったり来たりしている という事なのでしょうか？
- poohhoop
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質問者さまの理解に合わせた表現で説明します。 まず、電線２本×３系統で6本の電線が必要ですが、帰りの腺を3本共用するという発想ができると思います。 送りの線が別々ですから1本を共通にしても問題はおきません。（短絡等は発生しません） 以上は3相4線式の原理です。 次に共通にした電線に流れる電流を考えます。 3相の電源の位相を120°ずらすと電流が0となります。では共通の電線も無くしてしまえということです。 １．発電所から消費地に電気は送りっぱなしという事なのでしょうか？ 残りの2線を使って戻ってきます。 説明は次の質問で、 ２．そこに流れている電圧波形は、単相交流の波形と同じだと思ってよいのでしょうか？ 波形は同じです。位相がずれてるだけです。 3つの波形のグラフの値の瞬時値を足し算してください。 すべて0になります。電流も同様の波形になります。 1本の電線から出た電流は他の2本から戻ってきます。（常に） >閉回路は成り立っているということなのでしょうか？ 実は上のように難しく考えなくても、回路をすべて描いて考えてください。 閉回路ができていることに気が付きませんか。 3相の位相差が120°だろうがどうであろうが、ちゃんと閉回路になっているだけです。
補足
質問者です。 お忙しい所ご回答頂き、ありがとうございます。 理解に合わせて頂いた表現等、ご配慮頂きありがとうございます。 >電線２本×３系統で６本の電線が必要ですが帰りの腺を3本共用 >するという発想ができると思います。 >送りの線が別々ですから1本を共通にしても問題はおきません。 >次に共通にした電線に流れる電流を考えます。 >３相の電源の位相を120°ずらすと電流が0となります。では共通 >の電線も無くしてしまえということです。 結果的な事は覚えられるのですが、理屈が中々理解しきれず… 電線１本ずつを１つに纏めて共用線１本にした時、その共用線を、 ３系統みんなで利用するという事ですよね？ ただその際、ある相に取ってみれば帰りの線かもしれないのです が、ある相にとって見れば行きの線になるという考え方は合ってま すでしょうか？ 多分、そうであるからこそ、共用している電線内の電流の向きが、 一つの相がある向きで流れていたとした場合、残りの２つの相の 向きが逆向きであり、±ゼロという理屈が裏づけとなって、ゼロ なら電線が外せるという結果に至っているという事でしょうか？ ただ外した場合、出た電流は電源にどう戻ってくるの？という疑問 が新たに残ってしまうのです。 ３系統が別々の回路【電源１つ＋電線２本＋負荷１つ】ずつ構成さ れている場合であれば、電流の向きが一定間隔で変わる様な交流 であっても、ある程度イメージが付きやすい（電源のこっちから出て 負荷にはこっちから入って電源のこっち側に戻ってくる…とか） のですが、３系統を一つにまとめた様な【電源３つ＋電線３本＋ 負荷３つ】場合の時、電流がどういう筋道を辿って電源から出た ものが電源に戻ってくるのかと考えた場合、頭の中が整理できずに 混乱してしまっています。 ご回答頂いた残りの部分については、この点が整理出来ていないと ダメなような気がしてきました。 何かこの点をスッキリさせる様な説明や、本・サイト等はありませ んでしょうか？
- sou_tarou
- ベストアンサー率51% (196/381)
＞それとも理屈上は、消費地から発電所へ戻ってきて（戻ろうとしている）、閉回路は成り立っているということなのでしょうか？ その通りです。 参考ＵＲＬを見てください。スター結線の場合とデルタ結線の場合についてそれぞれの記載があります。 （１）スター結線の場合は三相交流の帰路が合成すると「０」になるため、不要になります。 （電気回路で「０」の部位は結線してもしなくても同じため。） （２）デルタ結線の場合は各相の行きと帰りを共用して使用しているイメージになります。 http://dennken3.web.fc2.com/koujisi/koujisi3_2.html ＞それを踏まえて考えた時、電線１本だけを見たとした場合、そこに流れている電圧波形は、単相交流の波形と同じだと思ってよいのでしょうか？ その通りで良いと思います。 この質問は電圧波形で始まっています。 電圧と言うからにはある一つの点ともう一つの点の差を電圧と言います。 普通三相交流の電圧波形を三相一括で示した場合は各相の対地間電圧（つまり相電圧）を示しています。 電線一本だけ を見た時も 見ている電線と対地間との電圧と言う見かたになると思います。
補足
質問者です。 お忙しい所ご回答頂き、ありがとうございます。 >>閉回路は成り立っているということなのでしょうか？ >その通りです。 御提示頂いたページを拝見致しました。 低圧受電する場合、トランスで変圧された電力を、三相３線式や 三相２線式などで引き込むかと思いますが、配電用変電所から配電 線で送り出す（とりあえずトランスに向けて）場合、スター結線と デルタ結線のどちらの方式を取っているのでしょうか？ 上記の回答内容いかんだとは思いますが、 スター結線の場合、三相交流の帰路が合成すると「０」になるため 不要になるとの事ですが、帰路がなくなった場合、送られてきた電 気はどの様な電線の経路を辿って、配電用変電所まで戻っていく事 になるのでしょうか？ またデルタ結線の場合、各相の行きと帰りを共用して使用している イメージとの事ですが、３本ある内の１本は行きで利用した場合、 残りの２本の内どちらかで帰っていくという事なのでしょうか？ イメージ図を見て、一本を取ってしまう理由など漠然ではあります がなんとなく判った様な気がするのですが、いざ身近な例にあては めようとすると、中々自分の中にイメージ図が作れずにいます。 ※自分が言っている身近な例とは、『配電用変電所から配電線で送 られて来る電気をトランスに引き込んで変圧した後、三相３線式 や三相２線式で引き込んで電気を利用する』場合をベースとして 考えております。 >>電圧波形は、単相交流の波形と同じだと思ってよいのでしょうか？ >その通りで良いと思います。 >この質問は電圧波形で始まっています。 参考にしたものが電圧波形と書いてあったのでそう書いてしまった のですが、電流波形も同じ様な形をしてますよね。 質問内容がぶれてしまって恐縮ですが、要は、三相交流発電機から 起こされた電気は、１本の電線の中を、単相交流波形と同じ波形で で進んで行くと言う事でよいのでしょうか？ その場合、交流は電流の向きが一定間隔で行ったり来たりしている と思うのですが、１本の電線の中を行ったり来たりしているという 事なのでしょうか？
お礼
何度も丁寧にご回答いただきまして、誠にありがとうございました。 まだまだ理解しきれない点が多いですが、何となくのきっかけが 掴めたような気がします。