電力と力率

質問

電気に詳しいかた教えてください。

前提：6600V受電のオフィスビルで母線に一括で進相コンデンサーを設置、力率100％で運用。

上の前提条件で考えた場合、400V三相交流モーターで動くモーターの電流をクランプメーターで測定したとして、

電流値が10Aだった場合、400×10×√3が皮相電力になると思いますが、わからない点が２つあります。

(1)　モーター類は通常、力率が80％ですがビルの受電力率が100％の場合、このモーターの電力は電力＝皮相電力と考えてよいですか？

(2)　遅れ力率にならない機器（白熱電灯）は逆に進相コンデンサーの影響で進み力率になっているのでしょうか？

回答No.3

watch-lot · ベストアンサー

＃２です。

＞進相コンデンサーで力率が改善されたモーターの電力を400×10×√3＝6928とみるか400×10×√3×0.8＝5542とみるか。これがお聞きしたかった事です。
●力率が改善されるというのは電源側から見た電流の力率が改善されるだけのこと。
先ほども述べたように、コンデンサーとモーターは並列に繋がっているのと等価ですから、モーターの消費電力はコンデンサーの有無に影響されません。
したがって、答えは400×10×√3×0.8＝5542です。
コンデンサーがなくても400×10×√3×0.8＝5542です。

蛇足で補足説明すると、進相コンデンサーが４００V回路にあって、コンデンサーをモーターに組み入れて合成の電流が１０Aであったのなら、400×10×√3＝6928　です。
この場合はモーターに流れる実際の電流は12.5A（10/0.8)のはず。

もう一度、並列に接続されているということを熟慮願います。

お礼

再び回答して頂きありがとうございます。

自分自身まだまだ知識不足で理解がスムーズではありませんが大変勉強になりました。

回答No.5

fuefuki-douji

U-Sevenさんが適切に説明されていますが
別な面から少し補足します。

受電設備の高圧側に進相用コンデンサーを設置しても、変圧器以降の低圧側になんの影響もありません。
電流も力率も、したがって電力も変化しません。
つまり、電力使用者には、なんのメリットも無いのです。
しかし、需要家の多くが力率を改善すると、電力会社にとっては高圧電流が減少するため、送電線に余裕が生じ、その分、電力を多く売ることができます。　　　　　　
そのため、力率の改善程度に応じ、電気の基本料金を割引く制度を作り、利益の一部を還元しています。

低圧側の機器に、個々にコンデンサーを設置する場合は、幹線を細くできるなど、電力使用者にそれなりのメリットはありますが、コンデンサーの更新時の工事費用などを考えると、トータルメリットはない、とされ、現在普及していないのはご承知のことと思います。

お礼

回答ありがとうございます。

コンデンサーが個別についている場合と母線で一括の場合の説明までしてくださり、とても参考になりました。

昔一度だけ個別にコンデンサーがついている現場をみたことがあるのですが今はあまり普及していないのですね。

回答No.4

U-Seven

>6600V受電のオフィスビルで母線に一括で進相コンデンサーを設置、

という事は、6600:440Vの変圧器があって、変圧器二次母線にはさらに分岐用のブレーカーがあり照明負荷やエレベータなどに配電している、そして400V母線にコンデンサが接続されている。

力率の改善は総合計で力率を100％にするという事です、つまり全ての負荷が合成された変圧器二次の電力を力率を100％にする。
個々の負荷については影響しません。

仮の計算で無効電力が下記であるとします。
機器Ａ：－ 50kVA
機器Ｂ：－140kVA
機器Ｃ：－110kVA
コンデンサ：＋300kVA

これの総合計は±０になります（力率100％）、だけど機器Ａ・Ｂ・Ｃそれぞれの電力値が変わる事はありません。
合計で無効電力がゼロになっただけです。

お礼

回答ありがとうございます。

＞仮の計算で無効電力が下記であるとします。
機器Ａ：－ 50kVA
機器Ｂ：－140kVA
機器Ｃ：－110kVA
コンデンサ：＋300kVA

電力会社が負担するべき300kVAをコンデンサーが肩代わりしていると考えてよいのでしょうか？

回答No.2

watch-lot

（１）ビルの受電力率に関係ありません。影響を受けることはありません。
分かりやすく言えば、進相用コンデンサーとモーターとは並列に接続されており、モーターの遅れ電流をコンデンサーの進み電流で打ち消しているだけのこと。

（２）同じく影響をうけることはありません。負荷は並列に接続されているからです。

お礼

回答ありがとうございます。

＞分かりやすく言えば、進相用コンデンサーとモーターとは並列に接続されており、モーターの遅れ電流をコ＞ンデンサーの進み電流で打ち消しているだけのこと。

進相コンデンサーで力率が改善されたモーターの電力を400×10×√3＝6928とみるか400×10×√3×0.8＝5542とみるか。これがお聞きしたかった事です。

質問がわかりづらくてすいません。

回答No.1

stardelta

少し意地悪ですが整理しましょう。

母線にコンデンサはなんのために取り付けてあるとお思いですか？
大前提に6000→100,200,400等のトランスがありますね。このトランスも遅れ力率なのです。これと負荷の力率を総合して調整するのが高圧コンデンサです。
力率100%とおっしゃいますが、常時100％ですか？電気を多く使う時間帯と使わない時間帯では違うのが普通です。
確認が必要ですね。

(1)モーターの電力は消費電力をおっしゃっているのでしょうか？通常80%の力率ならイコールにはなりませんね。

(2)白熱電灯はやはりそのままで進み力率にはなりません。

高圧コンデンサー（の影響）は個々の負荷ではなく受電設備全体の力率調整のための物です。

お礼

回答ありがとうございます。

ビルの館内負荷が5000ｋWで力率が80％の時、進相コンデンサーがない場合は電力会社は6250kVAの皮相電力を供給する必要がありますよね？

進相コンデンサーが遅れ力率を相殺するために進み力率の無効電流を供給して末端で力率が100％になるというイメージでいたんですが間違ったイメージでしょうか？

電力会社からビルまでの配電線までは力率100％（線路のインダクタンスは無視）で供給されていてビル館内全体は進相コンデンサーの影響で進み力率で供給、負荷の遅れ力率と相殺されて全体で力率100％になると思ってました。

補足

言葉足らずで申し訳ないです。

力率100％というのは仮定の話で実際に運用しているビルの事ではありません。