電験・エネ管 電気技術者掲示板

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並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/06/26 (Sun) 17:10:13
*.ocn.ne.jp

 いつもお世話になっています。電験二世といいます(昨年度まで電験三世でした)。

 電験二種を勉強していたころ、並列用電力コンデンサ(調相器)の説明として 「進み無効電力を系統から吸収させることにより、系統の遅れ電流を減少させ、系統電圧が低下しないように段階的に調整する」 と有りました。

 この文章の中で、「進み無効電力を系統から吸収」 の説明は間違いで、「遅れ無効電力を系統から吸収」 と、かってに読み替えていたのですが、ネットで同じような表現をみつけ ???? となっています。

 私が読み替えたのは、コンデンサを用いた力率改善の問題の解説(ベクトル図)で、遅れ電力に対し、進み電力(遅れの逆方向)を加えていた為ですです。
 このベクトル図からは、遅れ電力の吸収となると思うのです。

 もしかしたら、過去にどなたか質問しているかもしれませんが、過去ログ等を見つけることが出来なかった為、ここに神頼みに来ました。
 どなたか、ご教授 宜しくお願い致します。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/06/26 (Sun) 19:39:35
*.dti.ne.jp

技術的に云々以外にその参考書は国語レベルがオカシイと思います。
もう少し解りやすい日本語で書くべきです。

電力コンデンサは進み力率の負荷ですから系統に並列すれば進み電流が流れ進み無効電力を消費します。
一般的に普通の需要家の負荷は遅れ力率ですから、無効電力は「遅れ無効電力の消費」になります。
此処で「進相無効電力の消費」を行うと遅れ無効電流と進み無効電流が相殺となります。

当たり前の話ですが、有効電力の消費と有効電力の供給は1:1で必ず相殺になります。
実は無効電力も同様で、遅相無効電力の消費と供給は相殺の関係になります。
此処で重要な事は「進相無効電力の消費」は「遅相無効電力の供給」になっている事です。
有効電力は発電所からだけしか供給出来ませんが、無効電力は発電所と変電所の双方で供給が可能です。

二種レベルになると「無効電力の需給バランス」に関しても理解出来る必要が有ります。
解りづらい概念ですが非常に重要な事なので是非マスターして下さい。

余談ですが、発電所は系統側から見れば「負値の有効電力を消費する負荷」に見えます。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/06/26 (Sun) 20:39:29
*.ocn.ne.jp

 鹿の骨様、有り難うございます。

 いつも丁寧な解説を見ていて、関心するばかりです。
 私の疑問にも 分かりやすく、且つ丁寧な解説を頂きました事に感謝致します。

 鹿の骨様が言われるとおり コンデンサは進み無効電力を消費するものなのに、発電機などの様に電力を供給するものと、どこかで考えていたみたいです。

 ベクトルを考える時、負荷が消費する電力というより、この負荷に供給される電力と考えてしまうので、供給される遅れ無効電力に対し、コンデンサが進み無効電力を供給して、力率を改善すると、考えてしまったみたいです。
 つまり、コンデンサが供給することで、その分を相殺すると 思い違いをしていました。

 思いこむと、何が間違っているのか なかなか見えないようで、何とも はずかしい話でした。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 素敵なおじさん

2011/06/26 (Sun) 20:45:57
*.dti.ne.jp

やはりというか、予想通りというか
多分こういう書き込みがあるだろうと思ったらドンピシャの書き込みだった
最後の余談は余分であったが・・・

さて、手元の参考書にはまさに質問者の書いたとおりの表現があった。ということはこれが正しい解説と考えて良いのではないかな?

なお、少々鬱陶しいが書き込み内容の削除対策として全文コピペするので悪しからず

++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/06/26 (Sun) 19:39:35
*.dti.ne.jp

技術的に云々以外にその参考書は国語レベルがオカシイと思います。
もう少し解りやすい日本語で書くべきです。

電力コンデンサは進み力率の負荷ですから系統に並列すれば進み電流が流れ進み無効電力を消費します。
一般的に普通の需要家の負荷は遅れ力率ですから、無効電力は「遅れ無効電力の消費」になります。
此処で「進相無効電力の消費」を行うと遅れ無効電流と進み無効電流が相殺となります。

当たり前の話ですが、有効電力の消費と有効電力の供給は1:1で必ず相殺になります。
実は無効電力も同様で、遅相無効電力の消費と供給は相殺の関係になります。
此処で重要な事は「進相無効電力の消費」は「遅相無効電力の供給」になっている事です。
有効電力は発電所からだけしか供給出来ませんが、無効電力は発電所と変電所の双方で供給が可能です。

二種レベルになると「無効電力の需給バランス」に関しても理解出来る必要が有ります。
解りづらい概念ですが非常に重要な事なので是非マスターして下さい。

余談ですが、発電所は系統側から見れば「負値の有効電力を消費する負荷」に見えます。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 素敵なおじさん

2011/06/26 (Sun) 21:40:03
*.dti.ne.jp

教科書によっては無効電力のやりとりの表現を「とる」と書いてるものがある。
「とる」「とってやる」より「吸収」のほうがまだ直感的だ

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/06/27 (Mon) 06:19:09
*.bbexcite.jp

 素敵なおじさん様、資料のUP ありがとうございます。

 素敵なおじさん様の他の方へのアドバイスは、私も いつも勉強せて頂けるものばかりで、感謝しています。

 さて、資料を覗きますと、「進み無効電力を系統から吸収」との表現は ほかでも なされている表現なのですね。
 私的には、「電力の消費を・・・」などと使用することが多く、「電力を吸収する」という表現で、それをイメージができなかったのが、今回の疑問に結びついてしまったようです。
 鹿の骨様が表現されたように「消費」として頂いた方が、私にはピンときたようです。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 読み人知らず

2011/06/27 (Mon) 20:32:44
*.dion.ne.jp

 素敵なおじさん様の他の方へのアドバイスは、私も共に勉強せて頂けるものばかりで、(反面教師として)師父の感謝をしています。

何故、この様な発想と表現が出来るかと思えば、これはもう才能と本人の人格の問題とも思えて、私には到底及ばないものと自覚しています
この上は、この才能と人格を損なわずにさらに発展させて人々の反面狂師として名を残すように精進を御願いいたします 読み人知らず

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 素敵なおじさん

2011/06/28 (Tue) 00:46:10
*.dti.ne.jp

今日の仕事は昨日の続き
今日の続きはまた明日

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/06/28 (Tue) 15:49:14
*.ocn.ne.jp

 素敵なおじさん様 こんにちは。
 更に資料をUPして頂き、誠に有り難うございます。

 資料の赤線の部分は、鹿の骨様も重要と述べられているところですね。

 これについては、相対的な視点が必要と考えています。

 電力の供給元から見た時、コンデンサは進相電力を消費し、一般の需要家の負荷は遅相電力を消費します。

 しかし、需要家の負荷から見ると、電力元から供給されてくる電力は進相と遅相の合成なので、必要な遅相電力が無いように見えるはずです(見えるだけで、消費する分の電力は供給されているはず・・・これが電力保存の法則?)。

 ここで、コンデンサが進相電力を消費すると、遅相電力だけが残り、あたかもコンデンサが遅相電力を供給しているように見える。

 と、こうゆうことではないのでしょうか?
 これで、つじつまが合うと思うのですが。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/06/29 (Wed) 21:12:47
*.dti.ne.jp

スレ主さんへ

昔の書籍の記載は未消化のまま書かれたものが散見されます。
「取る」とか「吸収する」とか言う表現は非常に特異な表現で一般的ではありません。
日本に電気工学が普及してそんなに時間が経っていませんのでこの様な怪しげな日本語が昔は有りました。
二十一世紀にもなって古い参考書や専門書の記載にこだわる必然性は全く有りません。
現代の普通に通用する日本語で書いて理解すれば良いと思います。

「進相無効電力の消費」=「遅相無効電力の供給」
「有効電力の発電」=「負値の有効電力の消費」

誘導発電機は励磁電流を系統から受けますので遅相無効電力を消費します。
誘導電動機の滑りを負値にすると二次抵抗r2/sが負値になり負値の有効電力を消費し発電機になります。
遅相の無効電力の消費を伴う負値の有効電力の消費になりますので誘導電動機は進相無効電力と有効電力を供給する発電機になります。
誘導発電機では「遅相無効電力供給運転」は出来ません。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/06/30 (Thu) 19:31:38
*.ocn.ne.jp

 鹿の骨様、こんにちは。

 再度の御教授、感謝致します。

 勉強不足の為、「取る」とか「吸収する」とか言う表現が、一般的なのか そうでは無いのか判断出来無いでいますが、鹿の骨様の言われる通り、参考書や専門書の記載にこだわらず、自分の分かりやすい言葉で理解していこうと思います。

 さて、誘導発電機ですが、恥ずかしながら、どのような電力を供給するものかを、あまり考えたことは有りませんでした。

 ですが、誘導発電機が 遅相無効電力供給 が出来ないとすると、これが 電力供給元の場合、先に記述した 私の考え方は、つじつま が合わなくなりますね。

 もう少し熟考しないと駄目なようです。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - ななし

2011/07/01 (Fri) 21:56:02
*.dion.ne.jp

>誘導電動機の滑りを負値にすると二次抵抗r2/sが負値
>になり負値の有効電力を消費し発電機になります。

そういえばかなり昔の事ですが、誘導電動機では発電で
きないと言っていた方がいました。
確かHNは馬鹿の骨だったかと思います。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/07/02 (Sat) 21:15:04
*.dti.ne.jp

>さて、誘導発電機ですが、恥ずかしながら、どのような電力を供給するものかを、あまり考えたことは有りませんでした。

誘導発電機は普通の誘導電動機と同じものです。
電動機に通常はファンやポンプを接続しますが、これら負荷の代わりにエンジンや水車などの原動機を繋いだものが誘導発電機になります。
回転方向は電動機と発電機で全く同じです。
回転数は電動機の場合は滑り分だけ遅く回りますが発電機は滑り分だけ早く回ります。
(発電機は滑りが負値になる。)
この場合、有効電流が負値になって発電機になります。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - でんすけ

2011/07/03 (Sun) 02:52:55
*.ucom.ne.jp

>先に記述した 私の考え方は、つじつま が合わなくなりますね。

確かに、誤っている様です。


>電力元から供給されてくる電力は進相と遅相の合成なので、

合成ではありません。


>必要な遅相電力が無いように見えるはずです

無効電力計で測定可能です。


また、「吸収」は、電気関係の技術者の間では、使われる言葉なので、一応意味を理解しておいた方が良いと思います。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/07/04 (Mon) 15:06:06
*.bbexcite.jp

 鹿の骨様、でんすけ様、こんにちは。

 ここ2、3日、殺人スケジュールの仕事をしていたので、こちらを覗くことができませんでした。
 意見を頂いていたにもかかわらず、感謝の言葉も送れず申し訳ございませんでした。

 まずは鹿の骨様、わかりやすい解説をありがとうございました。
 電動機の時、無負荷の時、発電機の時で、ベクトル図を分けて解説して頂き、これについては、とてもよく理解できました。
 
 そういえば、誘導発電機は系統から励磁電流をとり運転するので、自立運転ができない と何かで読んだ気が。
 とすると、遅相無効電力は別の発電機(同期発電機)から供給するもので、誘導発電機単独で運転することは稀なのでは?

 と、すると 「進相無効電力の消費」=「遅相無効電力の供給」

 に対する私の考え方も、そんなに間違った方向に行っていないのでは?
 まだ考察中なので、結論は出ていませんが。


 そして、でんすけ様、アドバイスをありがとうございます。  「吸収」については、今回のことで どの様な意味合いで使われるの分かった気がします。

 私は、電気工事(内線工事)に携わってきたのが長く、電気設備の保安・維持の仕事は、まだ日が浅いため、「吸収」という言葉に慣れがありませんでした。


 何かあれば、今後もアドバイスを お願いいたします。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - でんすけ

2011/07/06 (Wed) 00:14:06
*.ucom.ne.jp

>「進相無効電力の消費」=「遅相無効電力の供給」
>まだ考察中なので、結論は出ていませんが。

電圧、電流の波形を自分で描いてみると分かりやすいです。
電流については、どっち向きを正にすべきかを気にしながら考えてみて下さい。
同じであることが良く分かります。

ベクトル図が得意なら、ベクトル図でも分かります。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/07/06 (Wed) 20:27:56
*.dti.ne.jp

参考にして下さい。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験チャレンジャー

2011/07/06 (Wed) 22:48:44
*.ocn.ne.jp

こんばんわ。
このコーナーでの、どちら様からのQ&Aでも、大変勉強になっています。
誠に有り難く思ってい拝見させて頂いております。
さて、今般の一連の話題につきましても、私のレベルでは、さっぱり?????状態でしたが、現時点では、最後に参考資料を添付して頂きました(鹿の骨)学長先生様の資料により、やっと、私なりに理解する事が出来ました。
本当に、言葉をもって説明し、また、それを言葉から理解すると言う事は、何とむつかしい事で有るかと言う事を、今更ながらに痛感させて頂きました。
いつもながらに、特に(鹿の骨)学長先生様には、言葉では言い尽くせない程に、深く深く感謝申し上げます。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 素敵なおじさん

2011/07/06 (Wed) 22:49:52
*.dti.ne.jp

こちらの解説では電圧を上げるためには進相分を供給するとある
確かに電気工学を解説するには日本語は不向きなのかもしれない


Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 素敵なおじさん

2011/07/08 (Fri) 13:22:31
*.dti.ne.jp

折角手間隙をかけて作った上に
「参考ししてください」
とまで書いたものを
あっさり削除するのはいかがなものかな?

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/07/09 (Sat) 17:04:13
*.ocn.ne.jp

 皆さん こんにちは。
 家に帰れない内に多くの方々に参加して頂き、大変恐縮しております。

 素敵なおじさん様、資料を拝見させて頂きました。
 確かに「進相分を供給」と書いていますね。書物を書いている方は、皆さん その理屈を理解している方ばかりなので、どのような書き方をされても、当然の様に、言葉ではなく、その中身を頭の中に思い浮かべることが出来るのでしょうね。
 言い換えれば、私がそのレベルに無いのが、今回の質問の始まりだったみたいです。
 精進して行くしか有りません。


 鹿の骨様の資料を拝見させて頂き、また、でんすけ様の言われるとおり、図を描いて理解に努めたところ、私の中で霧の晴れない部分が、ようやく無くなりました。
 お恥ずかしい話ですが、コンデンサが電圧を基準ベクトルとしたとき、電流の位相をずらす ものである事を考慮していませんでした。
 このため、進相無効電力の供給が無ければ、コンデンサが消費することが出来ずに・・・ と、ここで考えが止まってしまっていました。
 でも、位相の事を考えれば、電力会社から無効電力の供給がなくても、コンデンサが有るだけで良いのですから、当然

「進相無効電力の消費」=「遅相無効電力の供給」

が、成り立つ訳ですね。

 皆さんの助言の御陰で、助かりました。
 本当に有り難うございました。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/07/09 (Sat) 22:46:12
*.dti.ne.jp

電験二世さん こんばんは

理解が得られたようで何よりです。
では此処で理解を深める為に宿題を出します。
お時間が有れば考えて下さい。

宿題
誘導電動機は遅れ力率の電動機ですが、誘導発電機は「進相運転」しか出来ない発電機です。
なぜこの様な事になるのか説明して下さい。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 電験二世

2011/07/12 (Tue) 14:54:48
*.bbexcite.jp

 鹿の骨様、こんにちは。

 理解を深めるため問題を題して頂き、ありがとうございます。
 お気遣いに感謝いたします。


 この宿題を機に誘導発電機について少し勉強しようと思ったのですが、私の持っている参考書などでは、誘導電動機は乗っているのですが、発電機については出ておりませんでした。

 構造と原理について勉強してから解答したかったのですが、良い参考書を、近くの書店で見つけることができませんでした。

 近い内に解答できない可能性も有りますので、その時は、申し訳ございません。

 

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - とおりすがりの人

2011/07/19 (Tue) 05:00:56
*.commufa.jp

某所からふととんできたのですが、あまりにもひどい書き込みを見たのでつい・・・

理論上、無効電力というのは「消費されない」電力です。
なので「無効電力の消費」なんて表現はその基本から逸脱しています。


そもそも有効分・無効分というものは「ベクトル記号法」による概念です。
物理的には電力とはエネルギー量であり、熱量であり、本来無効電力なんてものは存在しません。

まずは、ベクトル記号法による交流電気理論を正しく理解することをおすすめします。
これが難しいと思う場合は、まずは単純に丸覚えしていくことをおすすめします。

間違った自己解釈をしてしまっていると、応用時にまた悩むことになりますよ。

また、正しい理論は正しい場所で学ぶようにしたほうがいいですよ。
ネットの掲示板での理論を丸飲みにしないように・・・

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - ∞

2011/07/19 (Tue) 14:14:10
*.mesh.ad.jp

「とおりすがりの人」さんの書き込みに対するコメントです。
確かに「消費されない電力」に対し、「無効電力の消費」という表現は、ぴんと来ませんね。

ただし、「そもそも有効分・無効分というものは「ベクトル記号法」による概念です。
物理的には電力とはエネルギー量であり、熱量であり、本来無効電力なんてものは存在しません。」
と言い切ってしまうと、また誤解を生じるように思います。

ご存じのように、「無効電力」は、電源と負荷との間で(消費はされないが)、やりとりが行われている電力という意味があり、その電力の大きさは、送電・受電容量などに影響してくる重要な意味があると思います。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/07/19 (Tue) 19:51:18
*.dti.ne.jp

「とおりすがりの人」さんの書き込みに対するコメント。

学術的には下記に記載が有りますのでお読み下さい。
http://f37.aaa.livedoor.jp/~dende/denkiziten/wvar.pdf

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - 鹿の骨

2011/07/19 (Tue) 20:13:46
*.dti.ne.jp

電験二世さん こんばんは

>構造と原理について勉強してから解答したかったのですが、良い参考書を、近くの書店で見つけることができませんでした。

実は誘導発電機に関しては構造も原理もヘッタクレもありません。
普通のポンプやファンに使っている「かご型誘導電動機」はそのまま誘導発電機になります。
違いはポンプや負荷の代わりにエンジンが付いているだけです。
回転方向は同じです。
(逆回転では無い事に注意!)
ただし回転数が定格滑り分だけ速く回ります。


50Hz2極誘導電動機定格滑り3%の回転数=3000rpm×97%=2910rpm
50Hz2極誘導発電機定格滑り3%の回転数=3000rpm×103%=3090rpm

これで誘導電動機が誘導発電機になります。
(実際は内部損失が有るのでこんなに乱暴な計算にはならない。)

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - とおりすがりの人

2011/08/11 (Thu) 23:19:27
*.commufa.jp

ついでにこちらでもレス・・・

∞さんへ
どのような誤解を生じるのでしょうか?

無効電力について説明されていますが、あなたは「意味」と表現されています。
つまり、これらは概念であり、実在はしないものなのです。
あくまでも「ベクトル記号法」において利便上定義した概念なのです。
ちなみに無効電力というのはベクトル記号法以外では演算できない単位です。
これは皮相電力も同じです。

しかし本来「電力」とは物理上でのエネルギーを示す単位です。
この違いを理解できなければ、電力計算だけしていくのであれば百歩譲って問題ないのかもしれませんが
各種エネルギー計算等の電力応用分野では阻害する要因になり得ません。
利便性上扱っている単位と物理上定義された単位の区別ができていないというのはちょっと危険を感じます。

よくみると、「進相無効電力」等の間違った日本語の使用も目立ちますね・・・。
一度基本を振り返ることをおすすめします。
日本語の間違いは、コミュニケーションを煩雑化させ、皆さんの知識向上の妨げにしかなりませんよ。

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - ∞

2011/08/12 (Fri) 06:28:28
*.mesh.ad.jp

「とおりすがりの人」さんの記事の一部である

「そもそも有効分・無効分というものは「ベクトル記号法」による概念です。物理的には電力とはエネルギー量であり、熱量であり、本来無効電力なんてものは存在しません。」

という表現で誤解を生じると思ったこと。

その1:電力はエネルギー量ではありません。
    電力は、仕事率です。
    エネルギーの単位はジュールですが、
    電力の単位はワット(ジュール/秒)です。
    なお、無効電力の単位はVARです。

その2:無効電力は、電源と負荷との間で(消費は
    されないが)やりとりされる電力の大きさを
    表すものですから設備設計上など重要な意味が
    あり、存在しないとまでは言えないと思った
    までです。



 要は、「消費されないのでエネルギーとしては存在しないのと同じだと考えてもいいが、電源と負荷の間で現実にやりとりが行われているので電力としては存在する」という考え方です。
   

Re: 並列用電力コンデンサの進み無効電力の吸収 - ∞

2011/08/13 (Sat) 07:43:37
*.mesh.ad.jp

前の記事にて、「とおりすがりの人」さんの疑問に答えましたが、

「とおりすがりの人」さんは、エネルギーや電力の物理学上での単位と、「無効電力」について、交流理論の立場からはどのように理解しているのですか?? 
    

    

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