【強電】質問と談話のスレッド。I

>>694
積算電力量計(単相誘導型)を例にして説明すると、(電源電圧：Ｖ、負荷電流：Ｉ、力率角：θとして)
電圧コイルによる磁束φvが円板を垂直に貫き、φｖの両脇に、電流コイルによる磁束φc(φｖと同方向)，-φc(φvと逆方向)が円板を垂直に貫いている。
φv，φc，-φc(+：磁束の向き上方向)それぞれによる円板上の渦電流をｉｖ，ic，-icとし、それぞれの渦電流(円板)に働く力をfv,fc1,fc2とし、これらの磁束・渦電流には位相差がないものとすると、
fv：左側、fc1：右側、fc2：右側方向になる。よって合成力F=ｆｖ-fc1-fc2で求められる。
次に各位相にういて考えると、Ｖをベクトル基準とし、角度は全て遅れとしてベクトル描くと、
φc：θ、φv：π/2(電圧コイルにより遅れる)、ｉｃ：φvからθ遅れ：π/2+θ、ｉｖ：φvからπ/2遅れ：π、
-φc：φcからπ遅れ：π+θ、-iv：ｉｖからπ遅れ：2π(Ｖと同位相)、
となる。
力f=k･φ･ｉ･cosα，(α=0のときｆは最大、α：φとｉの位相差、k：定数)なので、各力を求めると、
fv=2・kv･φv・ic･cosθ、(φcと-φcにより2倍になる)
fc1=kc･φc･ｉｖ・cos(π-θ)
　　=-kc･φc・ｉｖ・cosθ
fc2=kc･(-φc)･(-iv)･cos(π-θ)
　　=-kc･φc・ｉｖ・cosθ
＊kv,kc：比例定数
となり、ｉｖ∝φｖ∝Ｖ、ｉc∝φc∝Ｉ、Ｆ∝Ｔ(トルク)であるから、トルクＴは、
T=kｔ･(fv-fc1-fc2)=kt･(2・kv･φv・ic･cosθ+2kc･φc・ｉｖ・cosθ)=2･kt･(kv+kc)(φｖ･ic+φc・ｉｖ)cosθ
　=2･kt･(kv+kc)･kc･(V･Ｉ+Ｉ･V)cosθ
　=K･V･Ｉ･cosθ
　　　　＊ここでkt、kc及びＫ：比例定数
となります。。。絵とベクトルかいて考えて。。

1.
スポットネットワーク方式におけるプロテクタヒューズの役目って何でしょうか？
プロテクタ遮断器があればヒューズは不要に思えるんですが…。
電気工学ハンドブックは見ましたが、判りませんでした。

2.
油入変圧器の温度試験での「等価負荷法」がさっぱりわかりません。
あのややこしい方法を取る意味って？
JIS、JECを見ましたが詳しい解説はありませんでした。

以上2問よろしくお願いします。

教えて下され
４４０V変圧器で中性点の接地は１００V、２００V変圧器のＢ種接地と繋ぐのですか？
それとも別個に繋ぐのでしょうか？

>702

いままでは、二次側４４０Ｖ回路の機器（負荷）側で地絡しても、
Ｂ種接地／（Ｂ種接地＋Ｄ種接地）の分圧は、
Ｂ種接地抵抗＜Ｄ種接地抵抗ゆえ小さいと考えられていたので、
分圧による中性点の電位上昇は無視されて、
１００Ｖや２００Ｖの二次側中性点と共通のＢ種接地が普通だったと思う。

ところが、現場では機器のＤ種接地よりも、
アンカーボルトや金属配管等による「意図しない接地」の抵抗値の方が低いため、
上記の分圧による中性点電位の上昇が無視できないことがわかってきた。

そこで、４００Ｖ系と１００／２００Ｖ系のＢ種接地については、
次のいずれかの対応となる。
�@別個にする。
�A共通にし、Ｔｒ中性点端子と接地端子盤の間に制限抵抗を入れて、
　制限抵抗に電位上昇を分担させる。
　（このとき、制限抵抗値＋現場のＢ種抵抗値＜計算上のＢ種抵抗値）


で、これからは、
統合接地やＴ−Ｎ接地の考え方によって
全てを建築の基礎等で接地し、個別の接地極は設置しないようになる。
今年の避雷針ＪＩＳの改訂によって避雷針も一緒。
そうなると、Ｂ種とＤ種が共通になるから、
地絡電流は接地線を通ってほとんど短絡電流状態になるため、
制限抵抗の設計はすごく重要になりそう。

これをわかりやすく説明してくれたホムペがあったのだが、見つからなかった。

>>700
はっきりしませんが、
プロテクタヒューズを使用している理由は、短絡容量によるものではないかと思います。
スポットネットワーク方式は、変圧器２台以上の並列運転、回線2回線以上で、一般に短絡容量が大きくなります。
それでヒューズによる短絡保護をしているものと思われます。
プロテクタ遮断機で短絡保護しても良いのでしょうが、その場合、価格も高くなり、大きさも大きくなります。
技術面，価格，設計・施工，信頼性，占有面積等について総合的に検討しヒューズの方が有利ということから、ヒューズが採用されていると思います。
なので、比較的小電流の短絡については遮断機、それ以上の短絡はヒューズで保護しているものと思われます。
尚、遮断機は逆電力等の保護もしてるのでなくすわけにはいきません。
もし短絡容量の計算書など見ることができたら確認してみたらどうでしょうか。

>>704
ありがとうございます。なるほど…と思ったんですが、ヒューズから電源側を
見たときは母線は１本で変圧器は１台ですよね。この場合も必要な遮断容量は増加するんでしょうか？
混乱してます。
ちなみに自分は学生（非電気系）です。

ん…電源側って２つあることになるのか…（混乱中）

電力で真空遮断機とかGISの役目って何でしょうか？

スイッチの役目を果たしてるような気もするのですが、
GISとかによって変電設備が小さくなると聞いたので、
それだけではない気がしまして。

大切なエネルギー「電気」を無駄なく、効率的に送り届ける
変電所システム。数万Aといった大電流を
遮断するスイッチである遮断器をはじめとした
変電所を構成する主要機器である開閉装置
を開発・製品化。
現在、開閉装置はSF6ガスを絶縁媒体としたガス絶縁開閉装置(GIS)
が主流となっている。

>>708　ありがとうございます。

開閉器って、言ってしまえばスイッチですよね？
何であんな大掛かりな装置になるんですか？

GISで調べても、内部の詳しいことは出てくるのですが、
それ以前の問題は分からなかったので。

開閉器と遮断機は同じように見えますが
違います。普段は同様に電流を入り切りしますが
短絡事故（ショート）のとき開閉器は
無力ですが遮断機は大きな短絡電流を
カットする事が出来る。
家庭におけるスイッチ（たとえば電気釜や洗濯機の）
とブレーカー（これが遮断機）を思い浮かべれば
わかると思うけど。
電力設備は大電流を扱うので短絡したら
巨大な電流が流れる。これを開閉器で切ろうとしても
アーク（電弧）がつながって電流が切れず
加熱して爆発や火災になってしまう。
こうならないように遮断器は巨大電流を強制的に
ぶった切るために大きくなってしまう。

>>710
なるほど。
短絡事故などの、事故拡大防止と捕らえればいいわけですね？
すると、性能的には、

　　遮断機＞＞開閉器

なのでしょうか？
それとも、開閉器にはそれなりの利点があるのでしょうか？

確かに、高電圧だと、スイッチの電極間で雷みたいなの（これがアークかな？）が
起こって、電流が流れそうですからね。
確か、あのアークを横からガスを吹きかけるかして、消弧するものがあった記憶があります。

遮断機＞＞開閉器
ではありません。用途が違うからです。
遮断機は通常の電流を入り切りするものではなく
事故電流を自動遮断するものです。ですから極端なことを言えば
一生入りっぱなしで一回も切り動作をしなくても
いいのです。ヒューズと同じです。「保険」機能と思って下さい。
開閉器は毎日動作しますから軽快に動く必要があり
構造がまるで違います。

>>705
各保護装置には保護区分があり、プロテクタヒューズ(PF)は、
�@ネットワーク配電線及び変圧器前後の短絡事故
�Aネットワーク母線短絡事故
�Bフィーダー側(負荷側)短絡事故
などがあります。
上記は全て後備保護(他の遮断機等が動作しなかった場合や事故電流が大きい場合)です。
3回線受電を例にとると、
�@の場合、PFには他の配電線→他の変圧器→母線を通り、逆方向に短絡電流が流れます。
短絡電流は1回線受電(他の条件は同一)の場合の2倍になります。（2回線受電の場合、1回線受電と同一）
�Aの場合、各ＰＦの短絡電流は全短絡電流の1/3になり1回線受電時と同一になりそうですが、現実的には事故地点やインピーダンス差異･変化等により1回線受電時の2倍以上になることも考えられます。
�Bは�Aにほぼ同じ短絡電流が流れます。
よってＰＦ遮断電流は余裕を見て母線の短絡容量を基に選定している場合が多いと思います。
また、ヒューズ単体の特徴として、「低価格」，「小型で大きな遮断容量がとれる」，「高速度遮断」などの特徴があります。
スポットネットワークは高信頼性を必要とするビル等の受電方式で短絡事故時故障点をできるだけ素早く切り離し他の回路や需要家にできるだけ影響与えないことが重要です。その点からみても「高速遮断」の特性は的を得ていると思われます。
さらに信頼性向上の為インピーダンス低下(大容量変圧器・ケーブル等の採用)することも考えられます。
これらの理由などからＰＦが採用されているのではないかと思います。
尚、全てのスポットネットワーク方式にＰＦが採用されているかは分かりません(最近の遮断機(VCB)は高速・大容量遮断で高信頼性のものもあるようです)
ちなみにスポットネットワーク方式は保護設定(保護協調)が複雑になります。

>>713
ありがとうございます。PFの利点についてはよくわかりました。ただ、いろいろ調べて
みたところまた疑問が生じたんですが、順方向電流の事故ではProCBは動作しないらしいのです。
──以下引用──
(a)　事故点A: 電力会社送出ししゃ断器も動作するが、No. 1プロテクタしゃ断器が逆電力しゃ断
する。しかし、プロテクタヒューズは動作してはならない。
(b)　事故点BおよびC: プロテクタしゃ断器またはプロテクタヒューズにより保護する。
事故点Bの場合は、電力会社送出ししゃ断器も動作する。
(c)　事故点D: 順方向電流のためプロテクタしゃ断器は動作せず、No. 1、2、3回線
全てのプロテクタヒューズが溶断する。
(d)　（略）
──引用終──
電気・電子工学大百科事典（電気書院）より。
（事故点A: ケーブルヘッドより変電所側。事故点B: ネットワーク変圧器とヒューズの間。
事故点C: ヒューズとProCBの間。事故点D: ネットワーク母線）

後備保護の考え方は本来、遮断器も動作するが遮断しきれなかった場合ヒューズが溶断する、
ってことではないのでしょうか？
あえて順方向電流ではProCBが遮断しないように設計している理由がよくわかりません。

引き込み第1柱からDSの1次間の母線の絶縁抵抗を測定したいのですが
VCTは切り離さなくてもいいのでしょうか?
先日測定した、業者の結果では2000<だったのですが
再測定すると800MΩになったのですが
測定方法が間違ってるのでしょうか?
今回は、ただPASとDSを遮断してDSの1次側
で測定したんですけど・・・

>>715
それでメガ測定できると思いますが。
どの線も同じ位の値？
湿度により影響されることがある。
その場合、碍子など拭くとよくなることがある。

>>716追記
その位の値だったら問題ないんじゃないんですか？

風車，水車などに使われている可変速機とはどういうものでしょうか？
風量や水量に合わせて，風車，水車の回転速度を変化させるということは
分かるのですが，構造や回路図が分かりません．

>718
交流機の場合、インバータなどで可変周波数の交流を作って、これで運転するのが手っ取り早い方法ですね。

>>714
＞＞順方向電流の事故ではProCBは動作しないらしいのです。
自分の認識が誤っていたのかと資料や書籍で調べてみたところ、
�@過電流で動作しないProCB(順方向不動作)
�A過電流動作するProCB（順方向動作）
の2通りあるようです。
上記�@は順方向を動作させてないのではなくただ過電流継電器(51S)がなく順方向･逆方向限らずProCBは過電流動作はしません。電源側配線短絡時は逆電力継電器でProCBを開放し後備保護としてProFがあります。又、母線側短絡時はProCBで保護します。
�Aの場合は、電源側短絡時は同様に逆電力継電器(67S)でProCBを動作させますが、後備保護として51S、さらにProFがあります。母線短絡時は51SでProCBを動作させ後備保護としてProFがあるようです。
はっきりしませんが、多分�@を改良したのが�Aのように思われます。

>>704と>>713で説明不足な点や誤っているとこがあったようなので追加・訂正します(すみません、思い込みで書いてしまったようで・・)
スポットネットワークには変圧器二次側電圧が低圧と高圧の二種類有り、低圧にはProFはついていますが、高圧の場合ProFは無くProCBのみで短絡保護しているようです(低圧・高圧区別無く説明してました)
低圧の場合ProCBは気中遮断機(ACB)などが、高圧の場合は真空遮断機(VCB)などが使用せれているものと思われます。
（＊上記、また結構自分の憶測があります）

>>720
＞過電流継電器(51S)がなく
＞電源側配線短絡時は逆電力継電器でProCBを開放

あ、なるほど言われてみればそういうことだったんですね。よくわかりました。

＞高圧の場合ProFは無くProCBのみで短絡保護しているよう

確かにこちらが見た限りでもそうみたいでした。

＞資料や書籍

参考文献教えていただけないでしょうか？やはりカタログの類ですか？
図書館で参考図書漁ってみたんですが、スポットネットワークについては
どの教科書でも似たり寄ったりの説明で多少詳しく書いてあったのは
電気書院の最新高級電験講座のみ。
さらに詳しくは前に書いた事典（全27巻、廃版？）があったもののこれでも不足でした。
ネットで調べてもOCRとかDGRのカタログはよくあるのに、
プロテクタ継電器はかろうじて三菱が仕様のせてるだけなんですよね…。
SNW関係の製品って電力会社向けなんでしょうか？

まあともかくおかげさまで大体疑問が晴れたような気がします。ありがとうございました。

>>721
探してみるとなかなかいい本無いですね。
今回参考にしたのは相当古い本や雑誌で今では売ってないと思います(借り物)
参考図書等は、
・ビル用特高受配電設備の計画と設計:(社)日本電設工業協会：昭和52年発行：3000円
・電気技術者(93年7月号)：(社)日本電気技術者協会会誌
です。
これら読んでも今回の疑問に直接答えている部分は無く、総合的にみたのが>>720(憶測の部分も多々あり)です。

あとはメーカーの技術資料等には載ってるかもしれません。

>>718
＞＞風車，水車などに使われている可変速機とはどういうものでしょうか？
発電所のですよね？
水力発電所の水車は発電周波数は一定なので普通水車の可変速はしないと思う。出力調整で水量は変えるが。。
あと、揚水式発電所でポンプ運転時可変速で運転する方式もある様。
風車も同様だと思うがインバーター通して出力する場合、出力調整の為に機械的プロペラ等調整し回転数変化することもできる様。
尚、上記は電力会社等と系統連係している場合。
などと思うが良く分からないです。。

質問なのですが、
電池（電源）を１つ、スイッチを２つ使用して、モーターの正回転、逆回転を制御する回路は組むことが可能なのでしょうか?

スイッチのタイプ次第。

単極単投はだめ。
単極双投は可
2極双投は1個で可

二極単投では無理でしょうか?

>>726
いいけど間違って両方onしたら電源短絡になるよ。
なぜ2個という条件なのかわからないが
常識的には2極双投3ポジションを1個でやる。
正転ー切りー逆転という風にね。

>727
御返答ありがとうございました｡