【受電】受変電｜６％・１３％の意味って何？リアクトルの根拠と選定方法について
eturo
リアクトルの６％１３％ってなに？
- 第５次高調波対策の場合 ６％
- 第３次高調波対策の場合 １３％
を採用します。
今回は、リアクトルの仕様について解説したいと思います。受変電設備を設置する場合、コンデンサ及びリアクトルを設置する場合がほとんどですがリアクトルの仕様にL＝６％、L＝１３％と記載されていると思います。その［％］がなんの数値なのか気になる方はぜひ最後までご覧ください。それではよろしくお願いします。
Ｌ＝６％及び１３％の値とは。
Ｌ＝〇％の値は、リアクトルのリアクタンス値でありコンデンサ設備（進相コンデンサ＋直列リアクトル）の回路を誘導性にするための値にて設定されています。
誘導性にするとは・・・
まずリアクトルの設置目的の一つに高調波電流対策があります。
回路を高調波に対し有効なものとするためにはインピーダンスを誘導性に保つ必要があり、コンデンサに対するリアクトルの仕様［Ｌ＝〇％］の数値を変更し誘導性になるように調整しています。
このインピーダンスが誘導性であれば、負荷から発生した高調波はリアクトル側へ分流するのみで元も高調波量から拡大することはありません。
しかし逆に容量性インピーダンス（値が負となる）になると回路内で並列共振となり高調波が拡大する可能性があります。この現象を回避するために回路を誘導性に保つ必要があります。
ｎωＬ－１／ｎωＣ＞０
| ｎωＬ | リアクトルのインピーダンス |
|---|---|
| １／nωC | コンデンサのインピーダンス |
つまりリアクトルのインピーダンスがコンデンサのインピーダンスを超えるような値を求める必要があります。
対策の必要な高調波
高調波対策に必要な主な周波数は下記になります。
| 第５次調波（主な地域）
|
基本波の５倍の周波数 |
|---|---|
| 第３次調波（特殊な地域）
|
基本波の３倍の周波数 |
通常の場合であれば第５次調波を抑制するように対策を行います。
リアクタンス値の計算例
基本波（５０Hz、６０Hｚ）：ωＬ－１／ωＣ＞０＞０
第ｎ次調波（５０ｎHｚ、６０ｎHｚ）：ｎωＬ－１／ｎωＣ＞０
- 第５次調波の場合５ωＬ－１／５ωＣ＞０
- ωＬ＞１／２５ωＣ
- ωＬ＞０.０４×１／ωＣ
となり、０．０４を超える値・・・余裕をみて０．０６
そのため、直列リアクトルのリアクタンス値は、Ｌ＝６％と設定されています。
第５次調波の場合“ωＬ－１／ωＣ＞０”となるには、もしくはこちらの計算式でも求めることができます。
α＞（１／ｎ²）
α＞（１／５²）
α＞（１／２５）
α＞０．０４
基本波（５０Hz、６０Hｚ）：ωＬ－１／ωＣ＞０＞０
第ｎ次調波（５０ｎHｚ、６０ｎHｚ）：ｎωＬ－１／ｎωＣ＞０
- 第３次調波の場合３ωＬ－１／３ωｃ＞０
- ωＬ＞１／９ωＣ
- ωＬ＞０.１１×１／ωＣ
となり、０．１１を超える値・・・余裕をみて０．１３
そのため、直列リアクトルのリアクタンス値は、Ｌ＝１３％と設定されています。
第３次調波の場合“ωＬ－１／ωＣ＞０”となるには、もしくはこちらの計算式でも求めることができます。
α＞（１／ｎ²）
α＞（１／３²）
α＞（１／９）
α＞０．１１
- 第５次高調波対策の場合 ６％
- 第３次高調波対策の場合 １３％ となります。
直列リアクトル６％と１３％の使い分けは、どの調波に対し回路を誘導性に保つか。という結果になります。
高圧受電の場合一般的に高調波の総合電圧歪率が５％以内に抑制されているため、それに対応するリアクタンス６％品が採用されています。
リアクタンス６％では抑制できない第３次高調波の影響が大きい、また高調波電圧歪率が大きい地域（首都圏・関西圏）などではリアクタンス１３％が採用される場合があります。
１３％採用のケース
第３次高調波の性質は。。。
- 三相インバータからは発生しない（通常）
- トランスがΔ結線を含む場合、第３次高調波はΔ結線循環するため一次側（高圧側）には発生しない
となっており一般的な設備の場合上記パターンに該当しているため第３次高調波を抑制可能であるL＝１３％の採用ケースは多くありません。
しかし単相インバータの比率が多くなり第３次高調波を無視できない場合はＬ＝１３％の採用を支持される場合があります。（首都圏や関西の一部）
まとめ
- 直列リアクトルのＬ＝〇%は直列リアクトルのリアクタンス値となる
- 進相コンデンサ＋直列リアクトルの回路を誘導性にするために設定されている
- 値の基準は、必要な高調波対策によって異なる
各高調波対策のリアクタンス値は、
第５次高調波の場合
- 第５次調波の場合５ωＬ－１／５ωＣ＞０
- ωＬ＞１／２５ωＣ
- ωＬ＞０.０４×１／ωＣ
- となり、０．０４を超える値・・・余裕をみて０．０６
第３次高調波の場合
- 第３次調波の場合３ωＬ－１／３ωｃ＞０
- ωＬ＞１／９ωＣ
- ωＬ＞０.１１×１／ωＣ
- となり、０．１１を超える値・・・余裕をみて０．１３
Ｌ＝〇％の値は
- 第５次高調波対策の場合 ６％
- 第３次高調波対策の場合 １３％
高圧受電の場合一般的に高調波の総合電圧歪率が５％以内に抑制されているため、それに対応するリアクタンス６％品が採用されている
リアクタンス６％では抑制できない第３次高調波の影響が大きい、また高調波電圧歪率が大きい地域（首都圏・関西圏）などではリアクタンス１３％が採用される場合がある
