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高圧受変電設備のコンデンサへ流入する第5高調波とは

高圧受変電設備のコンデンサへ流入する第5高調波とはどの様なものてしょうか?

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NO.1氏のご説明の通り、電力会社由来の高調波は一定値を超えないようにコントロールされているので受電設備に与える影響は小さい(問題にならない)です。問題にされているのは、インバーターエアコンなど、インバーター機器が発生する高調波です。 インバーター機器に流れる電流は矩形波なので第3次、第5次、第7次・・・の奇数次高調波を含んでいます。(原理的に偶数次高調波は発生しません。)この電流により、本来、美しい正弦波だったはずの配電線の電圧波形が歪みます。電圧波形が歪むということは高調波が含まれているということと同じ意味です。 高調波は、変圧器を通過して高圧側にも波及します。そのためコンデンサに高調波に起因する余分な電流が流れます。高調波は基本波より周波数が高いので、電圧が低い割には大きな電流が流れます。それでコンデンサーが破損することはまれなのですが、コンデンサーと直列に接続されているリアクトルが過熱し、焼損することがありました。 第5高調波より第3高調波の方が振幅が大きいのに、第5高調波の方が問題視されるのは、NO.1氏のご説明にもありましたが、3相交流の各相の第3高調波は位相が同じなので、受電用変圧器のΔ接続された二次側の各相に同相の電圧が加わることになり、二次巻線により短絡状態となり、高圧側には出ていきません。同様に、第9次高調波も出ていきません。結局第5次高調波が受電設備に最も悪影響を与えることになります。 各相の第3高調波の位相が等しくなるしくみ: 3相交流の各相の電圧の位相は120度(=2π/3 ラジアン)づつずれています。 X相の電圧を Vx=Vsin(ωt) としたとき、 Y相の電圧は Vy=Vsin(ωt-2π/3) Z相の電圧は Vz=Vsin(ωt-4π/3) となります。 それぞれの相の第3高調波の周波数と位相は、 X相: sin(3*ωt) Y相: sin(3*ωt-3*2π/3)=sin(3*ωt-2π)=sin(3*ωt)*cos(2π)+cos(3*ωt)*sin(2π)=sin(3*ωt) Z相: sin(3*ωt-3*4π/3)=sin(3*ωt-4π)=sin(3*ωt)*cos(4π)+cos(3*ωt)*sin(4π)=sin(3*ωt) となり、X,Y,Z 相の第3高調波の位相は等しくなります。

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