送電線路の電圧降下と電力損失

送電線路の電圧降下と電力損失
1． 電 圧 降 下
送 ・ 受 電 端 の 電 圧 差 を 求 め る た め に は ， 1線 当 た り の 電 圧 降 下 を 求 め ， 三 相 3線 式 は  倍
すればよい．
ＥＳ
送電端
Ｒ
Ｉ 受電端
Ｘ
ＥＳ
Ｅｒ
ＲＩcosθ ＸＩ θ
Ｅｒ ＲＩθ
ＸＩsinθ
θ
Ｉ
１ 線 (1相 )当 た り の 電 圧 降 下 ｅ は ，
ｅ ＝ Ｅ ｓ － Ｅ ｒ ≒ Ｒ Ｉ cosθ ＋ Ｘ Ｉ sinθ
電圧降下υは，υ＝(ＲＩcosθ＋ＸＩsinθ)＝ Ｒ×
Ｐ
Ｖｒ
＋Ｘ×
Ｑ
Ｖｒ
＝
ＲＰ＋ＸＱ
Ｖｒ
[Ｖ]
Ｒ ， Ｘ :線 路 の 電 線 1条 当 た り の 抵 抗 及 び リ ア ク タ ン ス [Ω ]
Ｉ :負 荷 電 流 (線 路 電 流 )[Ａ ]， Ｖ ｒ :受 電 端 電 圧 [kV]， cosθ :負 荷 力 率
Ｐ :負 荷 の 有 効 電 力 [kW]， Ｑ :負 荷 の 無 効 電 力 [kvar]
Ｓ :負 荷 の 皮 相 電 力 [kVA]
2.電 圧 降 下 率 と 電 圧 変 動 率
(1) 電圧降下率＝
送電端電圧－受電端電圧
(2) 電圧変動率＝
受電端電圧
×100[％]
無負荷時の受電端電圧－全負荷時の受電端電圧
全負荷時の受電端電圧
×100[％]
3． 電 力 損 失
抵 抗 Ｒ [Ω ]に 電 流 Ｉ [Ａ ]が 流 れ る と ， Ｉ ２ Ｒ [Ｗ ]の 電 力 と な る ． こ れ が 電 線 路 な ど で 発
生すると熱に変わり電力損失となる．
電 力 損 失 は 電 線 3条 分 で あ る か ら ，
＝3Ｉ２Ｒ＝3
２
２
Ｐ
Ｒ＝
Ｓ
Ｐ
Ｒ＝
Ｖｒcosθ
Ｖｒ
Ｖｒcosθ
Ｒ :線 路 の 電 線 1条 当 た り の 抵 抗 [Ω ]
Ｒ
Ｉ
Ｒ
Ｖｒ
ＶｒＩ
２
Ｒ [Ｗ]
Ｒ
Ｖｒ
三相 Ｐ
負荷 cosθ
Ｉ
Ｉ :負 荷 電 流 (線 路 電 流 )[Ａ ]
Ｖ ｒ :受 電 端 電 圧 [kV]
Ｐ
Ｐ :負 荷 の 有 効 電 力 [kW]， cosθ :負 荷 力 率
Ｑ :負 荷 の 無 効 電 力 [kvar]
θ
Ｓ :負 荷 の 皮 相 電 力 [kVA]
4. 電 力 損 失 率 と 送 電 損 失 率
電力損失
(1) 電力損失率＝
×100 [％]
受電電力
(2) 送電損失率＝
電力損失
送電端電力
×100＝
電力損失
受電電力＋電力損失
×100 [％]
Ｓ＝
Ｐ
cosθ
sinθ
Ｑ＝Ｐ cosθ
送配電線路の短絡電流，地絡電流の計算
１
短絡電流の計算
(1) オ ー ム 法 で の 短 絡 電 流 の 求 め 方
短絡電流ＩＳ＝
(Ｒ１＋Ｒ２)２＋(Ｘ１＋Ｘ２)２
100
％Ｚ
Ｐｎ
[Ａ] Ｉｎ＝
Ｖ
Ｘ２
Ｒ２
[Ａ]
短絡
Ｖ
変圧器
(2) ％ Ｚ 法 で の 短 絡 電 流 の 求 め 方
短絡電流ＩＳ＝Ｉｎ×
Ｘ１
Ｒ１
Ｖ
Ｖ/
線路
[Ａ]
配電用
変電所
％Ｚ：短絡点から電源側を見た合成％イ
高圧配電線
受電点
短絡
S/S
ン ピ ー ダ ン ス [％ ]
す べ て 基 準 容 量 Ｐ ｎに 換 算 し た 値
％Ｚ２
％Ｚ１
Ｉ ｎ ： 基 準 電 流 [Ａ ]
％Ｚ＝％Ｚ１＋％Ｚ２
Ｖ ： 短 絡 点 の 線 間 電 圧 [Ｖ ]
＊オーム値からパーセント値への変換
％Ｚ＝
２
ＰｎＺ
２
Ｖ
％Ｒ＝
×100[％]
ＰｎＲ
２
Ｖ
％Ｘ＝
×100[％]
ＰｎＸ
Ｖ２
×100[％]
1線 地 絡 電 流 の 計 算
地絡電流は，テブナンの定理を使って，接地前に現れる対地電圧を，接地点から見た合
成インピーダンスで除して求められる．
(1) 非 接 地 系 統
Ｖ/
1線地絡電流Ｉｇ＝
Ｖ
２
1
Ｒｇ２＋
Ｃ
Ｖ
Ｃ
Ｖ

Ｒｇ
Ｃ
Ｖ
Ｃ Ｃ Ｃ
3ωＣ
Ｉｇ
Ｒｇ
地絡時の等価回路
Ｉｇ
＊ 完 全 地 絡 (Ｒ ｇ ＝ 0)時 の 地 絡 電 流 は ，
1線地絡電流Ｉｇ＝3ωＣ×
Ｖ
Ｃ：1線の対地静電容量

(2) 抵 抗 接 地 系 統
1線地絡電流Ｉｇ＝
Ｖ/
Ｖ
Ｒｎ＋Ｒｇ
Ｖ

Ｒｇ
Ｖ
Ｒｎ
Ｖ
Ｒｎ
Ｒｇ
Ｉｇ
地絡時の等価回路
(3) 消 弧 リ ア ク ト ル 接 地 系 統
1線地絡電流Ｉｇ＝ 3ωＣ－
1
ωＬ
×
Ｖ

Ｖ
Ｌ
Ｉ ｇ ＝ 0と な る の は ，
Ｌ＝
1
3ω２Ｃ
Ｖ
Ｌ
3Ｃ
Ｖ
Ｃ ＣＣ
Ｉｇ
地絡時の等価回路
Ｖ

架空送電線路の構成と各種障害対策
１
架空送電線路の構成
架空地線
(1) 支 持 物 ： 鉄 塔 ， 鉄 柱 ， 鉄 筋 コ ン ク リ ー ト 柱 ， 木 柱
θ:遮へい角
(2) 鉄 塔 の 構 成
θ
・ 架 空 地 線 :避 雷 ， 電 磁 誘 導 障 害 の 軽 減
耐霧がいし
・ ア ー ク ホ ー ン :雷 電 流 か ら の が い し 保 護
アーマロッド
オフセット
・ が い し :懸 垂 が い し ， ピ ン が い し ， 長 幹 が い し ，
アークホーン
電線
・ ア ー マ ロ ッ ド :電 線 の 素 線 切 れ 防 止
・ 埋 設 地 線 :塔 脚 接 地 抵 抗 の 低 減 ， 雷 電 流 に よ る 逆 フ ラ ッ シ
オーバの防止
(3) 線 路
・ ダ ン パ :電 線 の 振 動 防 止
埋設地線
・ ス ペ ー サ :多 導 体 線 路 の 相 電 線 相 互 の 離 隔 維 持
２
電線の振動と防止対策
振動の種類
微風振動
振動発生原因・内容
電 線 と 直 角 方 向 に 微 風 が 吹 く と ， 電 線 の 背 に う ず (カ
防止対策
ダンパ，ア－マロッド
ル マ ン う ず )が 生 じ て 電 線 が 鉛 直 方 向 に 振 動 を 起 こ す 振
動．
ギャロッピング
電線に氷雪が付着して，その断面が非対称になり，
これに風が当たると揚力が発生し振動が生じる．
スリ－トジャンプ
積雪の落下による電線の跳ね上がりによる振動．
ダンパ，スペ－サ
難着雪リング
電線の上下配列のオフ
セット
サブスパン振動
多 導体のスペーサ間に風雪によるねじれ現象による振 スペーサの適正配置
動．
風圧
３
風による風圧を受けて，電線が横振れする．
Ｖ吊りがいし装置
塩害対策と着氷雪対策
(1) 塩 害 対 策
①がいしの個数を増加する．②耐張吊りにし，又は長幹がいし，スモッグがいしを使用
する．③がいしにシリコーンを塗布する．④定期的に洗浄を行う．
(2) 着 氷 雪 対 策
①鉄塔など支持物の機械的強度を大きくする．②電線に難着雪リングを取り付ける．
③電線にねじれ防止用ダンパを取り付ける．④電線に大電流を流し，ジュール熱で着氷
雪を溶かす．
４
雷害対策
(1) 架 空 地 線 の 設 置 … 支 持 物 の 頂 部 に 設 け る 接 地 導 体 で ， 架 空 電 線 へ の 雷 の 直 撃 か ら の 遮
へい，誘導雷の大きさの軽減，電磁誘導障害の軽減効果がある．遮へい角は小さいほど
効 果 が 大 き い (1条 → 2条 )．
(2) 埋 設 地 線 を 設 置 … 鉄 塔 の 接 地 抵 抗 を 低 減 し ， 鉄 塔 や 架 空 地 線 か ら 電 線 へ の 逆 フ ラ ッ シ
オ ー バ を 防 止 す る ． 地 下 0.5mの 深 さ に 30m程 度 の 長 さ の も の を 埋 設 ．
(3) 避 雷 器 の 施 設 … 異 常 電 圧 を 大 地 に 放 流 さ せ て ， 絶 縁 協 調 を は か る ．
(4) 不 平 衡 絶 縁 の 採 用 … 2回 線 同 時 雷 害 事 故 の 発 生 を 回 避 す る ．
(5) 高 速 度 再 閉 路 方 式 の 採 用 … 遮 断 速 度 を 向 上 さ せ る ．