----------------------------------------------------- 目 次 ----------------------------------------------------------- -------- 2001.12 --------
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VD2-1 6KV 受電設備の地絡方向性継電器(67)設置の判定
概 要：構内地中引込み管路を有する6KV受電化学実験施設
計算条件：電気方式 3φ3W 6KV 50Hz ＳＣ容量 6KV SC 100KVar ×3 バンク(自動力率調整)
高圧配線 6KV CV-T 38sqmm (地中管路-亘長 160ｍ) 計算温度 50[℃]
設備容量 入力 600 KW，平均力率 0.8(遅れ)
計算結果
一線地絡電流 線路電圧降下 受電盤電圧 進相コンデンサ 負荷電流 負荷力率
[mA] [V] [V] 容量 [KVar] [A]
0.8000
0.8638
0.9231
0.9701
65.4
60.6
59.7
54.0
0
100
200
300
6574.9
6579.4
6583.9
6588.5
9.3 (0.14%)
9.0 (0.14%)
8.7 (0.13%)
8.4 (0.13%)
183.9
183.9
183.9
183.9
(1)
(2)
(3)
(4)
地絡方向性継電器の設置
高圧引込ケーブルの一線地絡電流は、約 180 [mA]であるから地絡電流
動作値を 0.1 [A] に設定する場合、構外地絡事故による誤作動を防止す
るために地絡継電器は、方向性を備えた地絡方向性継電器を採用した。
負荷の力率改善
負荷の力率を 95％ 以上に改善するために、進相コンデンサ 100
[KVar]×3バンクを設置した。（受電盤電圧も同時に改善された）
設計図面 ⇒
VD2-2 22KV/6KV 受変電設備の接地用変圧器容量の決定
接地用変圧器容量の決定
一線地絡電流の合計値が、10661[mA]であるから10[A]接地系とし、
接地用変圧器の容量は、6600[V]×10[A]/√3≒38.1[KVA]とした。
概 要：コンテナ・バースに布設する 6KVケーブルの地絡事故電流の検出システム
計算条件：電気方式 3φ3W 22KV/6KV 60Hz 高圧配線 計算シート参照
変 圧 器 モールド絶縁 5000 KVA(1.0+j7.0) ×2バンク 計算温度 75[℃]
計算結果
F-No. 主変二次電圧 負荷容量 6KV Cable 6KV Cable 進相コンデンサ 一線地絡電流
[V] [KVA] 配線サイズ 配線亘長[m] 容量[KVar] [mA]
52-F12
52-F02
52-F09
52-F03
52-F04
52-F05
52-F06
52-F07
52-F01
6605.0
6527.7
6542.4
6567.0
6567.0
6567.0
6567.1
6567.1
6609.1
451
4118
3294
1550
1550
1550
1550
1550
275
CV-T 38
CV-T 150
CV-T 150
CV-T 100
CV-T 100
CV-T 100
CV-T 100
CV-T 100
CV-T 38
630
220
475
630
680
720
820
870
740
100
825
600
0
0
0
0
0
75
868.8
493.0
1064.5
1221.8
1318.7
1396.3
1590.2
1687.2
1020.5
地絡電流
VD2-3 22KV/6KV 受変電設備の負荷変動とサブ変１次電圧
概 要：22KV受電電圧の変動に伴う 6KVサブ変一次電圧の変動について下記の計算条件を想定して電圧の適正維持が可能かどうかを検証する。
計算条件：電気方式 3φ3W 22KV/6KV 50Hz ＳＣ容量 特高側:200KVar×3，サブ変:300KVar×3 +10KVar
電圧変動 各電力会社の｢電気供給約款取扱細則｣では、 負荷容量 最大負荷容量 3200 KVA(力率=0.75)
21000～23000[V]であり、二次側に換算 最小負荷容量 32 KVA(力率=0.75)
すると6300～6900[V]になります。 高圧配線 6KV CV-T 200sqmm ×1条 亘長 150ｍ
主変圧器 油入自冷式 4500KVA (j7.0) ×1バンク 計算温度 90[℃]
計算結果
受電電圧 負荷容量[KW] 特高側ＳＣ サブ変側ＳＣ サブ変 電圧変動率
[V] ／負荷率 [KVar] [KVar] １次電圧[V] ／6600V
1-1
1-2
1-3
1-4
2-1
2-2
2-3
2-4
3-1
3-2
3-3
3-4
計算結果（参考）
3-1'
3-1'
21000
21000
21000
21000
22000
22000
22000
22000
23000
23000
23000
23000
21000
23000
2400 (100％)
1600 ( 67％)
800 ( 33％)
24 ( 1％)
2400 (100％)
1600 ( 67％)
800 ( 33％)
24 ( 1％)
2400 (100％)
1600 ( 67％)
800 ( 33％)
24 ( 1％)
600
600
600
600
600
600
400
0
200
0
0
0
0
0
910 6231.4 94.42
910 6304.4 95.52
610 6347.9 96.18
10 6358.2 96.34
910 6528.6 98.92
910 6573.9 99.60
610 6598.2 99.07
10 6358.2 99.08
310 6721.7 101.84
0 6745.8 102.21
0 6822.5 103.37
0 6897.7 104.50
0 6088.8 92.25
0 6669.8 101.06
検証結果
受電電圧21000～23000[V]は、基準電圧22000[V]に対し -5%～+5% の変動幅(10%)である。進相コンデンサ設置により、サブ変１次側
電圧変動幅は下記のようになる。
負荷率:100% ……… －5.58 ～ +1.84 % (変動幅 7.42 %) 負荷率: 3 % ……… －3.82 ～ ＋3.37 % (変動幅 7.19 %)
負荷率: 67% ……… －4.48 ～ +2.21 % (変動幅 6.69 %) 負荷率: 1 % ……… －3.66 ～ +4.51 % (変動幅 8.17 %)
受電電圧 21000 [V],負荷率100%の場合、進相コンデンサの設置により、電圧変動幅を 94.42－92.25=2.17％ に低減できる。
上記のとおり進相コンデンサによる電圧上昇を利用する場合、軽負荷および受電電圧が高いときはその効果はなく、需要家側で変圧器自動
タップ切替装置等が、必要になる。
留意点
進相コンデンサの制御は、APFR (power-factor regulating relay) とOVR (overvoltage relay) の組合わせにより行うものとする。
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(1)
(2)
(3)
(4)
656.1
656.1
656.1
656.1
403.1／435.2
426.7／435.2
398.9／430.7
422.3／430.7
直入れ
Ｓ－Ｄ
直入れ
Ｓ－Ｄ
1174.2／205.8
423.3／205.8
1326.0／401.9
589.0／401.9
88.78
32.00
88.65
31.73
390.6／432.7
422.4／432.7
390.1／428.1
418.8／428.1
概 要：染色工場における専用変圧器１台から大型誘導電動機２台への給電システム
計算条件：電気方式 3φ3W 6KV/440V 60Hz 動力幹線 600V CV-T 150sqmm ×1条 亘長 50ｍ
変 圧 器 油入自冷式 6KV/440V 500KVA (1.18+j4.61) 分岐配線 600V CV-T 150sqmm ×1条 亘長 20ｍ (直入れ)
電 動 機 IM-4P 440V 出力120KW ×2台 (η=0.91,cosφ=0.85) 600V CV-T 60sqmm ×2条 亘長 20ｍ (Ｓ－Ｄ)
始動階級=G(8.4),始動時力率(cosφs=0.4) 計算温度 60[℃](動力幹線)，75[℃] (分岐配線)
計算結果
[注] (1),(2)は、1台目始動、(3),(4)は、1台運転,2台目始動。
変圧器 変圧器 始動方式 始動電流 [A] 始動トルク 電動機
定格電流 [A] 二次電圧 [V] ／定常電流 [A] 全電圧 [％] 端子電圧 [V]
設計図面 ⇒
電動機始動方式の決定
(3) の場合始動KVAが、約900[KVA]になるので直入れ始動は採用せず，負荷がポンプであることから始動トルクに問題は無く、(4)を採用した。
留 意 点
電動機の始動電流は、変圧器の寿命低下を防止するために変圧器の定格電流の 150% 以下 とすること。
電動機の端子電圧は、始動時、Mctt のハンチング防止のために変圧器定格電圧の 65% 以上 とすること。
VD3-2 配線亘長が長大な誘導電動機の配線サイズ選定
概 要：ゴルフ場クラブハウスより排水水中ポンプへの配線
計算条件：電気方式 3φ3W 6KV/210V 50Hz 動力幹線 600V CV-T 100sqmm ×1条
変 圧 器 モールド絶縁 100KVA (1.87+j3.83) 亘長 30ｍ(ベース負荷 75KVA)
電 動 機 IM-4P 出力2.2KW (η=0.785,cosφ=0.77) 分岐配線 600V CV 3C- sqmm ×1条 亘長 480ｍ
始動階級=G(8.0),始動時力率(cosφs=0.4) 直入れ 計算温度 60[℃](動力幹線)，40[℃](分岐配線)
計算結果
電気方式 変圧器 分岐配線 始動電流 [A] 線路電圧降下 [V] 電動機
二次電圧[V] サイズ ／定常電流 [A] 幹線／(分岐) 端子電圧 [V]
(1) 3φ3W 50Hz 203.4 600V CV 3C 228.3 2.70 (120.3) 145.5
210V ／204.0 -3.5sqmm ／208.0 ／2.47 ( 49.5) ／ 175.0
(2) 3φ3W 50Hz 203.2 600V CV 3C 231.7 2.73 ( 77.9) 164.2
210V ／204.0 -5.5sqmm ／208.2 ／2.47 ( 31.7) ／ 184.7
(3) 3φ3W 50Hz 213.0 600V CV 3C 218.6 2.58 (115.6) 157.2
220V ／213.8 -3.5sqmm ／198.2 ／2.36 ( 46.9) ／ 186.2
-
配線サイズの決定
(3) は、ベース負荷への供給電圧が、高くなるので (2) を選定した。
留 意 点
電動機端子電圧を変圧器二次電圧と線路電圧降下の差 (スカラー量) で求めると
誤差が生じる。
(2) の場合、始動時：[正] 164.2 [V]、
[誤] 210－(2.73+77.9)＝129.37 [V] 誤差：21.21 ％
定常時：[正] 184.7 [V]、
[誤] 210－(2.47+31.7)＝175.83 [V] 誤差： 4.80 ％
電動機回路のマグネット・コンタクタの制御電圧は、定格電圧の 65％ 以上が
必要です。(ハンチング防止のため)
VD3-3 6KV大型誘導電動機の始動方式と受電盤CT比確認
概 要：6KV受電航空機格納庫のジェットエンジン始動用ニューマティックエァ・ターボファンへの給電
計算条件：電気方式 3φ3W 6KV 60Hz 動力幹線 6KV CV-T 150sqmm×6条
変 圧 器 油入自冷式 15000 KVA (1.4+j9.9) 動力幹線 6KV CV-T 150sqmm×6条
電力会社３次変電所設置 6KV CV-T 150sqmm×1条 亘長 1000ｍ
電 動 機 IM-2P 6KV 出力 470 KW ×1台 (η=0.92,cosφ=0.88) (ベース負荷 1000 KVA 当建物)
80%リアクトル始動 分岐配線 6KV CV-T 22sqmm×1条
計算温度 90[℃](動力幹線)，60[℃](分岐配線) 亘長 70ｍ (IM-470KW)
計算結果
電気方式 変圧器 ベｰス負荷 [KVA] 始動電流 [A] 始動トルク 電動機
二次電圧 [V] 需要家SC [KVar] ／定常電流 [A] 全電圧 [％] 端子電圧[V]
(1) 3φ3W 60Hz 6502.4 12000 1078.3 59.82 6449.5
6900 V ／6705.6 ／1000 ／817.0 ／6677.1
(2) 3φ3W 60Hz 6556.3 1000 411.2 61.23 6457.4
6750 V ／6752.1 ／ 200 ／111.9 ／6728.7
(3) 3φ3W 60Hz 6410.7 1000 420.2 61.18 6309.7
6600 V ／6602.0 ／ 200 ／114.4 ／6578.1
受電盤ＣＴの決定
(2),(3)より 470KW 始動時には 6KV で 420[A] 程度の電流が 30～60[SEC] 間流れるのでCT比電流 20[A] (800A相当)に設定した。(電力会社了承)
留 意 点
(1)は、電力会社３次変電所の配電用変圧器全体の負荷を想定したもので､電気事業法維持されているかの確認計算です。
･･･････本物件電力会社の｢電気供給約款取扱細則｣では､6300V ～ 6900V の範囲内です。
【注】計算シートは、[ソフト概要] ⇒ [『ＶＤシリーズ』実務例集 ] 参照。
VD3-1 大型誘導電動機の始動方式と始動時電圧降下確認
VD4-1 硝子工場サブ変における動力幹線末端電圧の確認
M-11
動力盤
M-14
M-12
M-23
TR53
1000KVA
BD3W-2000A (20m)
BD3W-1700A (42m)
BD3W-1500A (15m)
BD3W- 800A (10m)
BD3W-1000A (30m)
652.0KW
(Df=0.25)
334.6KW
(Df=0.50)
66.4KW
(Df=0.40)
216.1KW
(Df=0.55)
設計図面 ⇒
計算結果 負荷特性 平均力率=0.73，平均効率η=0.85
変圧器 全負荷電流 実負荷電流[A] 動 力 盤
変圧器電流 配線用遮断器 定格負荷電流 [A] １次電圧[V]
端子電圧 [V] ＳＣ有／(無) ＳＣ有／(無) ＳＣ有／(無)
M-23
M-12
M-11
M-14
2046.27 ]A]
1795.99 [A]
205.12
(2031.45 [A])
(2031.45 [A])
ACB-3P
2000 A
ACB-3P
2000 A
ACB-3P
2000 A
ACB-3P
2000 A
722.2
741.3
117.7
526.6
703.36
(698.27)
718.82
(713.61)
114.57
(113.74)
509.53
(505.84)
204.52
(203.04)
203.64
(202.17)
204.44
(202.096)
203.19
(201.71)
留 意 点 低圧配電盤側に進相コンデンサ 150 KVarを設置することにより動力盤１次側の電流、電圧を上昇させると同時に変圧器電流を減少させる
ことができた。
VD4-2 配線亘長が長大な低圧回路の配線サイズ決定
概 要：コンテナバースのヤード照明用照明鉄塔送り配線(主回路／保安灯回路)
計算条件：電気方式 3φ3W 22KV/6KV/440V 60Hz
変 圧 器 モールド絶縁 300KVA(1.34+j5.07) 負荷特性 平均力率=0.735 (照明塔投光器)
負荷容量 No.1 ～ No.6 照明塔 3φ3W 440V 21.41[KVA] ×6 計算温度 40[℃]
No.1 ～ No.6 照明塔 3φ3W 440V 4.08[KVA] ×6 (保安灯)
マリンハウスＣＢ 3φ3W 440V 29.85[KVA]
計算結果
変圧器端子電圧 [V] 選定ケーブル ケーブル 実負荷電流 照明塔盤 １次電圧[%]
全負荷電流 [A] 600V 亘長 [m] [A] １次電圧 [V] ／440[V]
LT-6
LT-5
LT-4
LT-3
LT-2
LT-1
マリンハウス
保安灯
保安灯
429.57 [V]
215.17 [A]
CV-T 22 sqmm
CV-T 38 sqmm
CV-T 60 sqmm
CV-T 60 sqmm
CV-T 100 sqmm
CV-T 150 sqmm
CV-T 150 sqmm
CV-T 22 sqmm
CV-T 38 sqmm
CV-T 38 sqmm
CV-T 38 sqmm
150
310
460
455
610
765
600
170
455
175
170
25.85
25.75
25.74
25.75
25.78
25.80
30.22
15.56
5.16
5.14
5.13
424.50
423.12
422.99
423.06
423.55
423.86
424.35
426.11
423.89
422.44
421.74
96.48
96.16
96.13
96.15
96.26
96.33
96.44
96.84
96.34
96.01
95.58
留 意 点 各照明塔盤１次電圧が等しくなるような配線サイズを選定した。また実務例 (2-3) の受電電圧
の変動も考慮しなければならない。
設計図面 ⇒
VD4-3 69KV/12KV 受変電設備の改修計画
概 要：THAI 紡績工場増築に伴う受電電圧変更および受変電設備改修計画
計算条件：電気方式 3φ3W 69KV/12KV/400V 50Hz
主変圧器 油入自冷式 69KV/12KV 8000 KVA (0.8+j7.95) ×2バンク
12KV S/S No.1 S/S: TR 3φ3W 12KV/400V 2000 KVA ×4， SC:400V 100 KVar ×24
No.2 S/S: TR 3φ3W 12KV/400V 1600 KVA ×3， SC:400V 75 KVar ×18
No.3 S/S: TR 3φ3W 12KV/400V 2000 KVA ×3， SC:400V 100 KVar ×18
No.4 S/S: TR 3φ3W 12KV/400V 1500 KVA ×2， SC:400V 75 KVar ×12
計算温度 70[℃] (22KV NYY 3C-185sqmm)
計算結果
主変圧器端子電圧 需要負荷容量 サブ変 負荷電流 サブ変ＳＣ サブ変 設計図面 ⇒
全負荷電流 [KVA] １次電圧 [V] [A] [KVar] 平均力率
留 意 点 進相コンデンサを設置しない場合の主変圧器全負荷電流は、725.79[A] であるが、400[V]側に合計 6450[KVar] 設置することに
より全負荷電流 616.46 [A] に低減することができた。
主変圧器２次定格電流 769.8 [A]より､変圧器負荷率が 725.79/769.8 から 616.46/769.8 即ち 94.3％ から 80.1％ に減少した。
【注】計算シートは、[ソフト概要] ⇒ [『ＶＤシリーズ』実務例集 ] 参照。
1-S／S
2-S／S 11721.85 [V]
616.46 [A]
3-S／S
4-S／S
5117.6 11703.8
3705.9 11716.8
4754.5 11716.3
2362.5 11715.6
194.68 2400 0.9868
145.19 1350 0.9592
185.39 1800 0.9638
92.05 900 0.9645
VD4-1 硝子工場サブ変における動力幹線末端電圧の確認
概 要：動力変圧器からバスダクトによる各動力分電盤への給電システム
計算条件：電気方式 3φ3W 6KV／210V 60Hz 変 圧 器 ガス絶縁自冷式 1000KVA (0.9+j5.0)
負荷特性 平均力率=0.73，平均効率η=0.85 計算温度 90[℃]
系 統 図