法規施設管理高調波・直列リアクトル・力率改善★★☆☆☆
高調波電流と直列リアクトル付きコンデンサ設備
概要
直列リアクトル付きコンデンサ設備の高調波インピーダンス特性と、その特性から生じる特定次数での共振現象、および電力系統への高調波電流の分流計算を扱う。
📖用語
高調波電流：基本周波数（50 Hz または 60 Hz）の整数倍の周波数を持つ電流成分。インバータ・整流器等の非線形負荷から発生し，電力系統の電圧波形を歪ませる
直列リアクトル：コンデンサと直列に接続するリアクトル（コイル）。コンデンサ設備が特定次数の高調波に対して低インピーダンスとなるのを防ぎ，高調波を系統から吸収しやすくする
共振周波数：直列リアクトルとコンデンサの容量性リアクタンスと誘導性リアクタンスが等しくなる周波数。インピーダンスがゼロになるため，この次数の高調波電流が大きく流れる
電流分流の法則：並列に接続されたインピーダンス枝路に電流が分流する際，各枝路の電流は相手側のインピーダンスの大きさに比例する
📐基本公式：直列リアクトル付きコンデンサのインピーダンス
n次調波インピーダンス（基準容量 Sb，直列リアクトル率 r の場合）：
Zc = j × SbQc × (100 × r × n − 100n) [%]
•Sb：基準容量 [MVA]
•Qc：コンデンサ設備容量 [MVA]
•r：直列リアクトルの割合（6%リアクトルなら r = 0.06）
共振周波数と次数の特性
共振は分母がゼロになる次数，すなわち 100 × r × n = 100n → n = 1 で発生する（r：直列リアクトルの割合）。例えば r = 0.06（6%リアクトル）の場合，n ≒ 4.08 次となる。
n = 5次では容量性から誘導性に移行するため，コンデンサ設備が5次高調波を吸収しやすくなる。
系統への高調波電流の分流
系統側と並列に接続されたコンデンサ設備への分流は電流分流の法則で求める：
Is = I5 × |Zc||Zs + Zc|
•Is：系統へ流れる高調波電流
•I5：発生する5次高調波電流
•Zs：系統インピーダンス
•Zc：コンデンサ設備のインピーダンス
関連問題数:1問
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