％インピーダンス3　インピーダンスマップ計算

電験 理論 ％インピーダンス

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に示す単線結線図のインピーダンスマップを作成する。

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1. 計算にあたっての基本条件

(1)回路の基準容量は10\mathrm{MV\cdot A}(10000\mathrm{kV\cdot A})

(2)電力会社の短絡容量は150\mathrm{MV\cdot A}

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(3)変圧器の\% Z

三相変圧器容量300\mathrm{kV\cdot A}:1.44+ \sqrt{-1}3.27 

（ただし、ベース容量は変圧器定格容量:300\mathrm{kV\cdot A}）

単相変圧器容量200\mathrm{kV\cdot A}:1.35+ \sqrt{-1}3.34

（ただし、ベース容量は変圧器定格容量:200\mathrm{kV\cdot A}）

 

 

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(4)電路ケーブルの\% Z

構内高圧引込ケーブル6\mathrm{kV},\mathrm{CVT}38^\circ : 0.626+\sqrt{-1} 0.124 \Omega/\mathrm{km}

低圧動力幹線ケーブル600\mathrm{V},\mathrm{CVT}100^\circ : 0.234+ \sqrt{-1} 0.0881 \Omega/\mathrm{km}

低圧電灯幹線ケーブル600\mathrm{V},\mathrm{CVT}150^\circ : 0.157+ \sqrt{-1} 0.0846 \Omega /\mathrm{km}

動力負荷ケーブル600\mathrm{V},\mathrm{CV 5.5^\circ -3C} : 4.34+\sqrt{-1}0.0914 \Omega/\mathrm{km}

電灯・コンセント負荷ケーブル\mathrm{VV-F2.0mm-2C}ケーブル:6.13+\sqrt{-1}0.0914 \Omega/\mathrm{km}

 

2.インピーダンスマップの作成

(1)電力会社電源インピーダンスの推定

\displaystyle{\% Z_1 = \frac{10 \mathrm{MV\cdot A}}{150 \mathrm{MV\cdot A}}\times 100 = 6.67 \%}

抵抗分は少ないので省略でき、すべてリアクタンス分とする。

\% \dot{Z}_1 = \sqrt{-1} 6.67 \%

(2)構内高圧引込ケーブルのインピーダンス算出

構内高圧引込ケーブル:6\mathrm{kV},\mathrm{CVT}38^\circ、こう長:50\mathrm{m}

オーム値インピーダンス:0.626+\sqrt{-1}0.124 \Omega/\mathrm{km}

V:6.6\mathrm{kV}

\displaystyle{\% \dot{Z}_2 = \frac{(0.626+\sqrt{-1} 0.124)\times 0.05\mathrm{km}}{10 \times 6.6^2} \times 10000= \frac{31.3+\sqrt{-1} 6.2}{6.6^2}}

\displaystyle{= \frac{31.3}{43.56} + \sqrt{-1}\frac{6.2}{43.56} \Doteq 0.72+\sqrt{-1}0.14 \%}

(3)変圧器のインピーダンス算出

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 1}\quad三相変圧器300\mathrm{kV\cdot A}の\% Z算出

三相変圧器300\mathrm{kV\cdot A}の\% Z:1.44+j3.27 \%

（ただし、ベース容量は変圧器定格容量:300\mathrm{kV\cdot A}）

 回路基準容量への変換式:\displaystyle{\% Z = \% Z_T \times \frac{\mbox{基準容量}P_n}{\mbox{変圧器容量}300}}

\displaystyle{ \% \dot{Z}_3= ( 1.44 + \sqrt{-1}3.27) \times \frac{10000}{300} = 48 + \sqrt{-1} 109 \%}

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 2}\quad単相変圧器200\mathrm{kV\cdot A}の\% Z算出

単相変圧器200\mathrm{kV\cdot A}の\% Z:1.35+j3.34 \%

（ただし、ベース容量は変圧器定格容量:200\mathrm{kV\cdot A}）

\displaystyle{ \% \dot{Z}_4= ( 1.35 + \sqrt{-1}3.34) \times \frac{10000}{200} = 67.5 + \sqrt{-1} 167 \%}

（ただし、\% Z_4は単相変圧器の\% Z_{1\phi}で、等価三相変圧器の\% Z_{3\phi}に換算する必要がある）

(4)低圧幹線ケーブルのインピーダンス算出

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 1}\quad三相動力ケーブルの\% Z算出

使用幹線ケーブル600\mathrm{V},\mathrm{CVT}100^\circ, 100\mathrm{m}

オーム値インピーダンス 0.234+ \sqrt{-1} 0.0881 \Omega/\mathrm{km}

V:0.21\mathrm{kV}

\displaystyle{\% \dot{Z}_5 = \frac{0.234+\sqrt{-1})\times 0.1\mathrm{km}}{10\times 0.21^2} \times 10000 \Doteq 530 + \sqrt{-1} 200 \% }

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 2}\quad単相三線電灯コンセント幹線ケーブルの\% Z算出

使用幹線ケーブル600\mathrm{V},\mathrm{CVT}150^\circ,50\mathrm{m}

オーム値インピーダンス 0.157+ \sqrt{-1} 0.0846 \Omega /\mathrm{km}

V:0.21\mathrm{kV}

\displaystyle{ \% \dot{Z}_6 = \frac{(0.157+\sqrt{-1}0.0846)\times 0.05\mathrm{km}}{10 \times 0.21^2} \times 10000 \Doteq 178+\sqrt{-1}96 \%}

(5)負荷用ケーブルのインピーダンス算出

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 1}\quad動力負荷ケーブルの\% Z算出

使用ケーブル600\mathrm{V},\mathrm{CV 5.5^\circ -3C},40\mathrm{m}

オーム値インピーダンス 4.34+\sqrt{-1}0.0914 \Omega/\mathrm{km}

V:0.21\mathrm{kV}

\displaystyle{ \% \dot{Z}_7 = \frac{(4.34+\sqrt{-1}.0914) \times 0.04\mathrm{km}}{10 \times 0.21^2} \times 10000 \Doteq 3936.5+\sqrt{-1}82.9 \% }

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 2}\quad電灯ほか200\mathrm{V}負荷ケーブルの\% Z算出

使用ケーブル\mathrm{VV-F2.0mm-2C}ケーブル50\mathrm{m}

オーム値インピーダンス6.13+\sqrt{-1}0.0914 \Omega/\mathrm{km}

V:0.21\mathrm{kV}

\displaystyle{ \% \dot{Z}_8 = \frac{(6.13+\sqrt{-1}0.0914)\times 0.05}{10 \times 0.21^2} \times 10000 \Doteq 6950+\sqrt{-1}103.63 \%}

\bigcirc\!\!\!\! {\scriptsize 3}\quadコンセントほか100\mathrm{V}負荷ケーブルの\% Z算出

使用ケーブル\mathrm{VV-F2.0mm-2C}ケーブル30\mathrm{m}

オーム値インピーダンス6.13+\sqrt{-1}0.0914 \Omega/\mathrm{km}

V:0.105\mathrm{kV}

\displaystyle{ \% Z_9 = \frac{(6.13+\sqrt{-1}0.0914)\times 0.03 \mathrm{m}}{10 \times 0.105^2} \times 10000 \Doteq 16680.2 + \sqrt{-1}249.1 \%}