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進相コンデンサと直列リアクトルの関係性と役割とは

2019.02.18 Mon

進相コンデンサと直列リアクトルの関係性と役割とは イメージ

進相コンデンサを用いる場合は、直列リアクトルを利用することになります。
どんな関係性があり、どんな役割を果たすのかを見ていきましょう。

進相コンデンサと直列リアクトルとは?

まず進相コンデンサについてですが、交流回路において力率を改善するために使われるコンデンサの名称です。
進相コンデンサは高圧と低圧の2種類に分かれていて、高圧なら交流600V以上、低圧なら交流600V以下となります。
高圧の進相コンデンサは交流3,300V以上で作られることが多く、低圧は220Vなど小容量のタイプです。
直列リアクトルとは、進相コンデンサに接続する電気設備のことで、電圧波形のひずみが大きくなるのを防ぐ役割を果たします。
原則として進相コンデンサには直列リアクトルを接続しなければならず、基本的に進相コンデンサ単体で利用することはありません。
進相コンデンサと直列リアクトルは必ず組み合わせで利用する、そう考えるようにしましょう。

進相コンデンサと直列リアクトルの容量について

進相コンデンサと直列リアクトルを利用する場合、進相コンデンサの容量を計算する必要も出てきます。
一般的に進相コンデンサの容量は動力変圧器の容量の30%とすることが多くなります。
この割合にすると、全体の力率が80%の場合、95%ほどまで力率を改善できるとされているからです。
ただしこれは簡単な計算方法のため、厳密に全体の力率を求める場合は、容量もそれに合わせて変更することができます。
必ず30%というわけではなく、30%が目安になると考えるべきでしょう。
また、直列リアクトルにも容量があるのですが、こちらはコンデンサ容量の6%が目安と言われます。
それぞれで容量を考慮する必要があるので注意しましょう。

進相コンデンサと直列リアクトルの役割

先程も触れたように、進相コンデンサは交流回路での力率を改善することが大きな役割となります。
逆に言うと、進相コンデンサがなければ力率を改善することが難しいわけです。
コンデンサは交流では90度位相が進む性質を持っており、この性質を利用して誘導性負荷の遅れ位相を進み位相で打ち消し、力率を改善する仕組みになっています。
一方で直列リアクトルは、高調波によって系統の電圧波形のひずみが大きくなるのを防ぎ、コンデンサ回路の開閉によって生じる突入電流を抑制する働きも持っています。
進相コンデンサを制御するための役割だと考えても良いでしょう。
だからこそ進相コンデンサと直列リアクトル組み合わせで利用する必要があり、単体ではなくセットで運用することが前提となっています。
基本的に進相コンデンサを使うなら同時に直列リアクトルも使うことになります。

進相コンデンサと直列リアクトルの選定方法

力率改善のために進相コンデンサが用いられるわけですが、進相コンデンサには高圧と低圧の2種類が存在します。
進相コンデンサの選定時には、高圧一括方式か、低圧一括方式、もしくは低圧個別方式から選ぶことになります。
一般的に選ばれるのは高圧一括方式で、コスト面でも費用を抑えることができます。
低圧一括方式や低圧個別方式の方が、力率を改善できたり、節電効果が見込めたりするのですが、その分費用がかかってしまいます。
そのため多くの設備では高圧一括が選ばれるのです。
実際に選ぶ場合は、どの方式がベストなのかを慎重に判断することが大切です。
直列リアクトルの選定は、主に容量がポイントになります。
一般的には容量6%のものを選ぶことが多くなりますが、6%では容量不足と考えられる際には13%のものを選ぶこともあります。
第3調波流入のおそれがある場合は特に、13%のものを使うケースが多くなるでしょう。
どちらの容量を使うのが適切なのか、この点をやはり慎重に判断しなければなりません。

コンデンサ盤について

進相コンデンサと直列リアクトルを内蔵し、力率改善を目的としているのがコンデンサ盤という設備です。
キュービクルの1つで、需要家内に設置すると力率が改善され、効率アップが目指せます。
進相コンデンサに直列リアクトルを接続して利用する場合、このコンデンサ盤を利用するケースも多いでしょう。
見た目は一般的なキュービクルとほぼ同じで、箱状の容器の中に必要な機器などが入っています。

キュービクルの導入を考えている場合は、進相コンデンサと直列リアクトルについても正しい知識を身につけておくといいでしょう。
コンデンサ盤のように、進相コンデンサや直列リアクトルが直接関わってくる場合もあります。
力率改善のために重要な設備で、正しく使用しなければなりません。

まとめ

進相コンデンサは力率の改善が可能で、直列リアクトルはその進相コンデンサを制御してくれます。
キュービクルの設置においてもこの2つの機器が出てくることがありますので、どんなものなのかを把握しておきましょう。
それぞれが密接に関係していて、重要な役割を果たしてくれます。