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【電験完全攻略】電力科目「変電設備 力率調整設備」

力率調整設備を理解する

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今回の記事では、力率調整設備を説明する。
力率調整設備は電験1種の1次試験でも出題される。電力用コンデンサ、分路リアクトルという設備は、パッと学習しただけでは「試験本番ではどっちがどっちかわからない」状態になりかねない。形状も似ている。
間違えないためには、原理をよく理解しよう。そうすることで間違えることが限りなく、少なくなる。

力率調整設備 

一般的に「調相設備」と呼ばれる。設備の役割としては、系統を適正な力率で運転できるように、「無効電力」を調整する。

①電力用コンデンサ
昼間帯などの重負荷時に、進み無効電力負荷として作用することで、力率改善を図ることができる。(進相電力を供給するとも言うので注意)
※昼間帯等の重負荷時に誘導性負荷が多い理由は、以前の記事でも紹介したが、負荷にはコイルを用いる機器が多いため。


②分路リアクトル
軽負荷時、長距離の送電線やケーブル等でフェランチ効果が生じ、受電端電圧が上昇するのを防ぐため、遅れ無効電力負荷として作用し、力率改善を図ることができる。
(遅相電力を供給するとも言うので注意)

 

③同期調相機
同期電動機のこと。無負荷運転し、界磁電流を増減することで、無効電力を変動させることができるので、力率改善を図ることができる。


④静止形無効電力補償装置
リアクトルとコンデンサを並列接続した設備。半導体素子を用いることで、リアクトル側に流れる電流を位相制御し、無効電力の調整、力率の調整をすることができる。


至って、シンプルに覚えるべき事項をまとめた。これらは、聞かれてもスムーズかつ確実に説明できるようにしたい。ややこしい部分ほど、シンプルに書いてみるといい。とても覚えやすいし、あとからも思い出しやすい。

*フェランチ効果とは
送電端電圧よりも、受電端電圧の方が高くなる現象。ベクトル図を書くのが一番わかりやすい。別の記事で解説したいと思います。簡単に言うと、送電端電圧=送電線での電圧降下分+受電端電圧であるため、遅相運転と進相運転状態では電流の向きが異なる。受電端電圧と送電端電圧の大きさが逆転する現象。

 

以上が、【電験完全攻略】電力科目「変電設備 力率調整設備」 の記事になります。本記事で記載した設備の説明は、重要部分に絞って、シンプルに説明しています。必ず覚えて欲しいと思います。

自分は仕事柄、定期的にこういった設備を見かけることがあるため、その度、役割等は確認するように心がけています。それほど、似ていて覚えにくい分野だと自分は思っています。

しかし、試験ではよく出題される分野の一つです。1次試験で出題されない年は、二次試験で出題されたり、数年出題されていなくて、急に出題され始めたりするので、確実に身に付けておきたいところです。

フェランチ効果についても、確実に説明できるようにしておきたいので、別の記事で、ベクトルを書いて説明したいと思います。

 

【参考】
下記のように覚えている方もいました。

「電力用コンデンサは容量性だから、重負荷時の誘導性負荷を打ち消すための設備」

「分路リアクトルは誘導性だから、誘導性負荷の少ない深夜帯に用いる設備」

覚え方は人それぞれで、自分が覚えやすいようにアレンジを加えたりして、頭に残るようにしましょう。