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【ご質問】
お客様からの質問018 単相トランス2台で、V結線をした場合の総容量を計算する式を教えてください。また、単相トランス2台両方電灯使用(1本はR.S接続、1本はS.T接続)の場合高圧6600VのCT容量は、単純に2台の合計電流では無いと思いますが、その計算方法が判りません。
【回答】
- はじめに(V結線について)
単相トランスを用いて三相電圧変成を行なう場合、V結線では、2台ですむので、
柱上トランスなどでは、V結線を多用します。
また、三相トランスでもV結線にすれば、コイルが2相分で済むことにより、
内部でV結線にしている三相トランスも製作されています。
一方 V結線では、トランスの容量利用率が低いこと、系統が非対称であることに
より、大容量トランスに対しては不向きです。
V結線に言及した文献では、三相平衡負荷を前提としたものがほとんどですが、
ご質問の内容をみますと、三相不平衡負荷の一形態である2系統単相負荷の場合
についても説明を要すると思われますので、以下この趣旨に基づいて記載致します。
②単相トランス2台でV結線を行なう場合のトランスの容量
②-1 三相平衡負荷の場合
トランスの利用率は86.6%(理論計算で√3/2=0.866)
例 三相 6kVA負荷のとき、
デルタ結線ではトランスの利用率が100%なので、
2kVA×3台となります。
V結線では、トランスの利用率が100%なら
3kVA×2台となりますが、上記利用率のため、
3/0.866=(2√3)=3.46 約3.5
すなわち 3.5kVA×2台 を必要とします。
②-2 2系統単相負荷の場合
R,S,T相において R-S, S-T,間に単相トランス
M1, M2を取り付けR-S, S-T,間にそれぞれ
単相の負荷をかけるとします。
この場合、トランスの利用率は100%となります。
例 R-S, S-T,間の負荷が ともに3kVAとすれば
M1, M2は ともに3kVA
R-S,間 の負荷が 4kVA,
S-T,間 の負荷が 2kVA
とすれば、単相トランス M1 は4kVA,
M2 は 2kVA
- 線路電流
③-1 三相平衡負荷の場合
R, S,T, とも同じ
③-2 2系統単相負荷の場合
②-2と同じく
R,S,T相において R-S, S-T,間に単相トランス
M1, M2を取り付け
R-S, S-T,間にそれぞれ単相の負荷をかけるとします。
2系統の
負荷力率は等しいとします。
R,S,T相の電流をそれぞれ、I1, I2, I3, とすれば
I1, I3を与えて I2を求めることになります。
(すみません。二乗がうまく書けませんので、
Aの二乗はA^2と記述します)
I2=√(I1^2+I3^2+I1×I3)
例 I1=I3=2A の場合 I2=√12=約3.46A
I1=2A I3=4A の場合 I2=√28=約5.29A
この式は I1とI3が位相差60度で合成することを意味します。
(I1^2)+(I3^2)+2(I1×I3)cos60=(I1^2)+(I3^2)+(I1×I3)
2系統の負荷力率が等しくない時は上記位相差が60度から
ずれるので、この式は適用できません。
I2のとりうる範囲は (I1とI3の差)から(I1+I3)までです。
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