分路リアクトルについての基礎知識まとめ

分路リアクトル（Shunt Reactor）は、電力系統の安定化に不可欠な電力機器の一つ。
特に、長距離送電線やケーブル送電線で発生しやすい電圧上昇（フェランチ効果）を抑制し
電圧を安定させる役割を担う。

分路リアクトルの目的

分路リアクトルの主な目的は
電力系統に発生する過剰な進み無効電力を補償し、電圧を安定させること。

電圧上昇の抑制（フェランチ効果対策）

長距離送電線や軽負荷時には、送電線の対地静電容量（ケーブルの静電容量）が大きくなり
進み無効電力が発生しやすくなる。この進み無効電力が過剰になると
受電端で電圧が上昇する現象（フェランチ効果）が発生し、機器の絶縁破壊や誤動作の原因となる。
分路リアクトルは、この進み無効電力を吸収し、遅れ無効電力を供給することで、電圧上昇を抑制する。

電力系統の安定化

電圧の安定化は、電力系統全体の安定性向上に寄与する。
電圧変動を抑制することで、電力品質を維持し、停電のリスクを低減する。

電力損失の低減

無効電力の適切な補償により、送電線に流れる電流が減少し
送電線での電力損失（抵抗損）が低減され、送電効率が向上する。

分路リアクトルの動作原理

分路リアクトルは、電力系統に並列に接続される。
コイルの性質（インダクタンス）を利用しており、電流が流れると磁場を発生させ
この磁場が電流の流れを妨げる。
これにより、遅れ無効電力を消費する（または進み無効電力を供給する）ように機能する。

具体的には、系統電圧が上昇し、進み無効電力が過剰になった際に
制御装置によって分路リアクトルが系統に投入される。
分路リアクトルが接続されると、系統全体に遅れ無効電力が流れ込み
進み力率が補償され、電圧上昇が緩和される。

分路リアクトルの設置場所

主に、以下の場所で高電圧送電システムに設置される。

• 変電所
  高電圧の送電線網に直接接続され、系統全体の電圧調整を行う。
  
• 発電所
  発電された電力が送電線に送り出される地点で、電圧安定化のために設置される。
  
• 長距離送電線路の中間点
  長距離送電線では、線路長が長くなるほど対地静電容量の影響が大きくなるため
  途中に分路リアクトルを設置して電圧を調整する。
  
• 分散型電源の系統連系設備内や連系点の近く
  再生可能エネルギーなどの分散型電源の導入が進む中で
  局所的な電圧上昇を抑制するために設置されるケースもある。
  
• 柱上設置型/地上設置型
  設置方法には、電柱に設置する「柱上設置型」と、地上に設置する「地上設置型」がある。

分路リアクトルの種類

分路リアクトルには、いくつかの種類がある。

• 固定容量型
  あらかじめ定められた容量の遅れ無効電力を供給する。
  
• 可変容量型
  系統の状態に合わせて、供給する遅れ無効電力量を調整できるタイプ。
  これにより、より柔軟な電圧調整が可能になる。
  
• 鉄心構造による分類
  • 鉄心形構造: 鉄心脚に空隙を設けた構造。比較的小容量の分路リアクトルに用いられる。
  • 空心形構造: 鉄心脚がない構造。超々高圧・大容量の分路リアクトルに用いられることがある。

分路リアクトルのメリット・デメリット

メリット　

• 電圧安定化
  電力系統の電圧を許容範囲内に維持し、電力品質を向上させる。
• 電力損失の低減
  無効電力の適正化により、送電効率を高める。
• 系統安定性の向上
  過剰な電圧変動を抑制することで、系統の安定運用に貢献する。

デメリット　

• 経年劣化
  特に古いタイプの鉄心構造を持つ分路リアクトルでは
  経年による振動や可燃性ガスの発生など、劣化の兆候が見られることがある。
  これにより、定期的な点検や更新が必要となる。
  
  
• 設備コストと設置スペース
  大容量の分路リアクトルは、設置スペースや設備コストがかかる。