電験・エネ管 電気技術者掲示板

2114333

電験・エネルギー管理士関係の話題・質問および電気技術に関する質問を自由に書き込んでください。
なお他人の誹謗・中傷、営利目的な書き込みは予告無く削除いたします。
なお、この掲示板は携帯からも閲覧・書込が可能です!

異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/06 (Mon) 22:07:07
*.eaccess.ne.jp

お初で書き込みさせて頂きます。
今年初めてエネルギー管理士(電気)を受験する者です。私は元々機械畑の人間ですので、電気については素人同然ですが、2年前に何とか電験3種に合格し、今回3種の復習も兼ねてエネ管に挑戦することにしました。

さて、早速ですが過去問においてどうしても腑に落ちない問題がありますので質問させて頂きます。
平成17年の問7(工場配電)の(2)、異容量V結線に関する問題です。

定格容量20[kVA]及び40[kVA]の単相変圧器をV結線し、これに接続しうる最大の三相平衡負荷と単相負荷を求める問題です。
過去問の解説に「共用変圧器には三相負荷の1/2が負荷される」との記述がありますが、接続しうる最大の三相平衡負荷が20*√3=34.64[kW]と定められるので、逆に変圧器1台に負荷される容量は、34.64/√3=20[kW]になるのではないでしょうか。
なぜ、√3で割るのではなく単純に三相負荷の半分となるのでしょうか。

どなたかご教示頂けましたら幸いです。よろしくお願いいたします。

Re: 異容量V結線について - KK

2012/08/06 (Mon) 22:31:12
*.ocn.ne.jp

あーぱぱさんの考えで正しいと思います。
参考書が間違っているのではないでしょうか?

Re: 異容量V結線について - でんすけ

2012/08/06 (Mon) 22:50:21
*.ucom.ne.jp

二台で34.64[kW]で、それぞれ半分づつ負担しているのでしょう。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/06 (Mon) 23:31:29
*.eaccess.ne.jp

>KKさん
ありがとうございます。
私もそう信じたいのですが、実はO社とD社のそれぞれの参考書に同じ問題が掲載されており、やはりどちらも1/2として計算しております。それを考えると、やはり1/2とする考え方が他にあるのかもしれません。引き続き情報を求めたいと思います。

>でんすけさん
ありがとうございます。
他のV結線の問題で、例えば三相負荷から必要な単相変圧器の容量を求めるような問題ですと、P/2ではなく、P/√3として容量を求めています。
これとの違いは何でしょうか?

Re: 異容量V結線について - でんすけ

2012/08/07 (Tue) 22:08:16
*.ucom.ne.jp

>必要な単相変圧器の容量を求めるような問題ですと・・・・

送出している電力を計算しているのであって、必要容量を求めているわけではありません。
当然計算は異なります。

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/07 (Tue) 23:09:52
*.dti.ne.jp

異なる計算結果になりました。
その1

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/07 (Tue) 23:11:00
*.dti.ne.jp

その2

何故三相単相双方が力率=100%の時に最大出力に成るのかも不明です。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/07 (Tue) 23:43:01
*.eaccess.ne.jp

>でんすけさん
すみませんが、現段階ではなぜその計算が異なるのか理解できません。
ただ、ぼんやりとですが、出力から負荷を見るのと負荷から出力を見るのとでは、考え方が違うというのも何となく分かる気がします。。。
もう少しじっくり考え直してみたいと思います。

>鹿の骨さん
大変詳しい資料を作成して頂きありがとうございます!!
実は僕がこの参考書の解説とは別に、自分なりに理論立てて計算した結果も全く同じ21.4[kW]になりました!図7のベクトル図ですが、僕もまさにこれと同じものに行きつき、あとは余弦定理を用いてxを出しました。
しかし、ますますどちらが正しいのか分からなくなってきましたが、自分の理論もあながち的外れでもなかったのかと思うとそれだけでも嬉しいです。

いずれにせよ、上記のこともありますので、もう少し自分なりに考えを煮詰めてみようと思います。
ありがとうございました。

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/07 (Tue) 23:54:15
*.dti.ne.jp

あーぱぱさんへ

お手数ですが問題をアップして頂けませんか?
元々の問題がどういう風に出題されていたのかを知りたいと思います。

単相負荷の力率を1としている部分が間違っているように思います。

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/08 (Wed) 00:51:38
*.dti.ne.jp

多分こういう事でしょう。
参考書の解説が間違っていると思います。

余談ですが、恐らくこの参考書は○○書院のものと思われます。
あの出版社は時々電気理論を間違えます。
一方のD社は易しいことを無意味に難しく書くクセが有ります。

Re: 異容量V結線について - でんすけ

2012/08/08 (Wed) 19:46:31
*.ucom.ne.jp

>現段階ではなぜその計算が異なるのか理解できません。

この点は、皮相電力と有効電力がわかれは、理解できると思います。
たぶん、既に勉強していると思います。

両方を使うという発想もあります。
・小さい方の変圧器を目一杯うと、変圧器1つの皮相電力は20[kVA]となる。
・力率角が±30°であることを考慮して、変圧器1つの有効電力を10√3[kW]と求める。
   P3 / 2 が求まったので、後は解答と同じ。

参考にして考えてみて下さい。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/08 (Wed) 22:28:22
*.eaccess.ne.jp

>鹿の骨さん
>でんすけさん
こんばんは。
お二人とも本当にありがとうございます。
少し読み解くのにお時間を下さい。また追って書き込みさせて頂きます。まずはご返信を頂いたお礼まで。
ご参考まで、本問の問題文をUPさせて頂きます。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/08 (Wed) 23:37:54
*.eaccess.ne.jp

>鹿の骨さん
>でんすけさん
おかげさまで、いまようやくこの参考書の罠が分かりました!!
解説にある「最大負荷条件は単相・三相とも力率1のとき・・・」という文言に僕は見事に騙され惑わされていたようです。

ベクトル図を改めて描いてみて納得したのですが、最大負荷条件となるのは各々が力率1の時ではなく、I1とI3aが同相の時ですよね。
僕はその前提から間違えていました。

とりあえず、単相負荷を力率1と仮定すると、三相負荷が30度の進みで同相となり、その条件で取り得る単相負荷を計算してみると、
40[kVA]-34.64*(cosπ/6)/√3=22.68[kW]
の式で合点がいきました。
参考書の解説で三相負荷の1/2が急に出てきたカラクリがコレということですね。
三相負荷の半分というより、単相変圧器1台に負荷される三相負荷の有効電力を求める過程で力率から1/2が出てきたと解釈した方が正しそうですね。鹿の骨さんも仰るように、この参考書の解説は不適切だと僕も思いました。

これでようやくスッキリしました。
ご返信頂いた皆様に心よりお礼申し上げます。本当にありがとうございました!!

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/09 (Thu) 00:30:41
*.dti.ne.jp

あーぱぱさん こんばんは

>ベクトル図を改めて描いてみて納得したのですが、最大負荷条件となるのは各々が力率1の時ではなく、I1とI3aが同相の時ですよね。

要らぬ事を言うようですがその解釈は間違っています。
V結線の基本は下記に色々書きましたので参考にして頂けると理解を得られるかも知れません。
http://dende777.fc2web.com/ziten/ziten.html

Re: 異容量V結線について - でんすけ

2012/08/09 (Thu) 20:21:06
*.ucom.ne.jp

> 40[kVA]-34.64*(cosπ/6)/√3=22.68[kW]

40[kVA]ではなく、40[kW]と書きましょう。
定格40[kVA]の変圧器は、力率が1のとき最大40[kW]まで電力を送出できます。

なお、I1とI3aが同相のときは、
 40cos(±30°) = 20√3[kW]
が限界となり、40[kW]にとどきません。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/09 (Thu) 23:30:13
*.eaccess.ne.jp

>鹿の骨さん
>でんすけさん
こんばんは。ご指摘いただき大変ありがとうございます!
そうですね、結論を急いだあまり、またもや解釈を間違っておりました(汗)
I1とI3aを合成した電流Iaが線間電圧と同相の時、すなわち、電源から見た単相三相両方の総合力率が1の時、40[kW]の電力を出力できるという解釈でよろしいでしょうか。
そうすると、自動的に単相負荷の力率は進みでなければならないことは理解できました。

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/09 (Thu) 23:50:57
*.dti.ne.jp

あーぱぱさん こんばんは

>I1とI3aを合成した電流Iaが線間電圧と同相の時、すなわち、電源から見た単相三相両方の総合力率が1の時、40[kW]の電力を出力できるという解釈でよろしいでしょうか。

その理解で正解です。
力率角とはどの電圧とどの電流の挟み角になるのかを理解できれば良いと思います。

尚V結線に於いて三相負荷が力率1の時に「進みバンク」側の変圧器はVIsin30度遅れの無効電力を供給し、「遅れバンク」側の変圧器はVIsin30度進みの無効電力を供給します。
双方の無効電力が相殺の関係になり外部からこの無効電力は見えません。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/11 (Sat) 11:45:26
*.eaccess.ne.jp

>鹿の骨さん
こんにちは。ご返信が遅くなりまして失礼しました。
ありがとうございます!
それがいわゆる、進み接続と遅れ接続の理論でしょうか。
まだそこまで勉強を進めておりませんが、これから参考にさせて頂きます。

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/12 (Sun) 12:43:55
*.dti.ne.jp

参考です。

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/12 (Sun) 12:44:32
*.dti.ne.jp

Re: 異容量V結線について - 鹿の骨

2012/08/12 (Sun) 12:45:08
*.dti.ne.jp



余談ですが、その参考書の解説は間違っています。

Re: 異容量V結線について - あーぱぱ

2012/08/14 (Tue) 23:24:24
*.eaccess.ne.jp

>鹿の骨さん
こんばんは!返信が遅くなりまして大変失礼いたしました。
またまた大変分かりやすい資料を作成して頂き、本当にありがとうございます!!
資料2の最後の4行でのベクトル計算式で、三相負荷の無効電力が相殺される理屈と、有効電力が半分ずつ振り分けられる理屈がようやく納得できました(^^)

恥ずかしながら、今になって鹿の骨さんの作成されたV結線関係のテキストを読ませて頂いております。
トランスのΔ結線およびV結線における、仮想相電圧という考え方には目から鱗でした。市販のテキストにこのような分かりやすい記述で説明しているものは無いのでは・・・
これまでこの理論を知らずに各結線方式の違いを何となくでしか理解していなかったことを恥ずかしく思っております。こういうところが独学の怖いところですね。
今年のエネ管を受験し終わったら、また一から勉強し直そうと思います。
本当にありがとうございました。

Re: 異容量V結線について - 素敵なおじさん

2012/08/15 (Wed) 07:20:19
*.dti.ne.jp

お時間があれば ゆっくり間違い探しをすると結構楽しめる

http://dende777.fc2web.com/ziten/ziten.html

名前
件名
メッセージ
画像
メールアドレス
URL
アイコン
文字色
編集/削除キー (半角英数字のみで4~8文字)
プレビューする (投稿前に、内容をプレビューして確認できます)

Copyright © 1999- FC2, inc All Rights Reserved.