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高圧進相コンデンサについての概略

進相コンデンサは
交流回路において力率(りきりつ)を改善するために使用されるコンデンサのこと。
別名「力率改善コンデンサ」とも呼ばれる。
交流回路では、電圧と電流の位相がずれることがあり
特にモーターや変圧器などの誘導性負荷(コイル成分を持つ機器)が多い工場やビルでは
電流の位相が電圧よりも遅れる「遅れ無効電力」が発生する。
この遅れ無効電力は、実際に仕事をする「有効電力」とは異なり、エネルギーを消費しない電力であり
電力会社の送電線や変圧器に余分な電流を流す原因となる。
進相コンデンサは、この遅れの無効電力と逆の性質を持つ「進み無効電力」を発生させることで、遅れ無効電力を打ち消し、回路全体の無効電力を少なくする役割を担う。
これにより、力率を改善し、電力の有効利用を促進する。
高圧進相コンデンサの容量選定

高圧受電設備規程(JEAC8011-2020)では負荷設備の種類、稼働率を勘案するとともに
負荷の無効電力を想定してコンデンサ容量選定を行うことが規定されている。
進相コンデンサ及び直列リアクトル
進相コンデンサ及び直列リアクトル(規程 1150-9 条 1 項)
- 進相コンデンサは、負荷設備の種類、稼働率を勘案した補正負荷容量に対して選定するとともに、インバータ機器を用いた場合には、補正負荷容量から除くなど、過度の進み力率とならないような定格設備容量とし、かつ、次の各号によること。
- 〔注1〕 補正負荷容量とは、電灯、動力設備等の負荷に、適切な需要率を見込んだ補正係数を乗じた上で合計した負荷容量である。詳細については、「建築設備設計基準 平成30年度版((一社)公共建築協会発行)」を参照のこと。
- 〔注2〕 インバータ回路の負荷は、力率をほぼ1とみなすことができるため、力率改善を考慮する補正負荷容量から除くものとする。
- 〔注3〕 無効電力の想定において、進相コンデンサの容量を選定する際、改善前力率が不明な場合の考え方や、力率の解説について、資料1-1-7「負荷に合わせたSC容量の選定・力率の解説」を参照のこと。
負荷に合わせたSC容量の選定・力率方法

従来から広く用いられてきた「三相変圧器容量の3分の1程度」という選定基準は
その前提条件が現状とは合っておらず、結果として過剰な コンデンサ容量が選定されるため
そのような基準でコンデンサ容量は選定しない。
コンデンサ容量は、負荷の無効電力を想定したうえで選定する。
無効電力を想定してSC容量を選定する際、改善前力率が不明な場合は
下記表の負荷力率の平均値を用いる。

力率改善に必要なSC容量の具体的な計算式は下記を参照。


力率改善用コンデンサ容量決定表(参考)

参考資料
高圧受電設備規程(JEAC8011-2020)規程 1150-9 条 1 項および規程 資料1-1-7より引用

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