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三種 平成25年 電力 問16(b)について - 山

2016/02/16 (Tue) 06:10:41

お世話になります。
三種 平成25年 電力 問16(b)について一週間以上考えても、イメージが理解できません。
電圧変動率とは、負荷状態・無負荷状態の事なのか、コンデンサの開閉での事なのか…それとも別の状態の事を言うのか??
ネット検索等をして、解答を見ても式が書いてあるだけで、なかなか理解できません。力率1を前提に考えている解答もあり、力率1にするなら、問16(a)で決まるのでは?と思ってしまっています。電圧降下率?の様な式で解いているのもあり、混乱しています。
宜しくお願い致します。

Re: 三種 平成25年 電力 問16(b)について - 鹿の骨

2016/02/17 (Wed) 00:10:23

力技(チカラワザ)で解いてみました。
あんまり賢いやり方ではありませんが取り合えず答えは出ます。

電圧変動率は受電端の電圧がどれだけ下がるかでは無くどれだけ上がるかを示す指標です。
定義式は下記ですが、分母が送電端電圧で無いことに注意して下さい。

電圧変動率[%]=(送電端電圧-受電端電圧)÷受電端電圧×100%
       =電圧降下÷受電端電圧×100%

つまり受電端の電圧は常に一定になるものとして計算しますから、電圧降下の値が解れば電圧変動率は計算出来ます。
電圧降下を計算する前に線路インピーダンスをやっつけておきましょう。
10MVAベースで6%などと言う生意気こいていますから普通の値に戻します。
66kV10MVAの定格電流Inは
In=10,000,000÷66,000÷√3=87.47731351[A]
この電流を流したときの電圧降下の絶対値が相電圧の6%(=0.06)だと言っていますから次の関係式が立ちます。
66,000÷√3×0.06=87.47731351×XL ←抵抗分はゼロだと題意に書いてある。
XL=66,000÷√3×0.06÷87.47731351=26.136000[Ω]

電圧降下=負荷電流×(線路抵抗×cosθ+線路リアクタンス×sinθ) ←この式を少し変形する
    =負荷電流×線路リアクタンス×sinθ ←題意より抵抗分はゼロ
    =負荷電流×相電圧÷相電圧×線路リアクタンス×sinθ ←相電圧を掛けて割る
    =負荷電流×相電圧×sinθ×線路リアクタンス÷相電圧 ←順序を入れ替えて
    =負荷負荷無効電力の1相分×線路リアクタンス÷相電圧 ←電圧降下に有効電力は無関係なことが解る

電圧変動率=電圧降下÷受電端相電圧 ←メンドクサイから%値では無くPU値で計算する。
   0.02=負荷負荷無効電力の1相分×線路リアクタンス÷相電圧÷相電圧
   0.02=負荷負荷無効電力の1相分×26.136÷(66000÷√3)÷(66000÷√3)
負荷負荷無効電力の1相分=0.02÷{26.136÷(66000÷√3)÷(66000÷√3)}
            =1,111,111.111
負荷負荷無効電力の三相分=3,333,333.333≒3.3[Mvar] ←答え

因みに力率=100%時の電圧降下は今回はゼロになる
△V=I×(Rcosθ+XLsinθ)=IRcosθ=ゼロ
取り合えず今日は此処まで

Re: 三種 平成25年 電力 問16(b)について - 鹿の骨

2016/02/17 (Wed) 19:57:25

はしょって書くと、この問題を考えた人は本当に頭が良いと思います。
上の方でも書きましたが、受電端の有効電力は電圧変動率の計算と無関係です。
つまりゼロ[W]でも40[MW]でも無効電力の値が変わらなかったら電圧変動率の値は変わらないと言うことです。
題意には10[MVA]ベースで回路定数が6[%]と与えられていますが、言い方を変えれば無効電力が10[Mvar]だったら電圧変動率が6[%]になると言うことです。
電圧変動率の値を2[%]にしろと言っていますから答えは2[%]は6[%]の1/3ですから、10[Mvar]の1/3は3.3[Mvar]と暗算で求まります。

%Z計算法を理解していると2秒で解ける問題です。

Re: 三種 平成25年 電力 問16(b)について - 山

2016/02/19 (Fri) 21:05:44

鹿の骨様
ありがとうございます。返事が遅くなりもうしわけございません。

まだ、理解はできませんが、土日をかけてしっかりと理解したいと思います。

ありがとございました!!

Re: 三種 平成25年 電力 問16(b)について - でんすけ

2016/06/05 (Sun) 23:48:13

確かにネットでググると(a)の意味しかヒットしない様です。
しかし(b)については、コンデンサの開閉の意味でOKです。

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