並列コンデンサー：何ですか？（補償と図）

シャントコンデンサーとは

コンデンサバンクは電力システムにおいて非常に重要な設備です。電気機器を動作させるために必要な電力は有効電力であり、これはkWまたはMWで表されます。電力システムに接続される最大の負荷は主にインダクティブな性質を持ちます。例えば、電気変圧器、誘導電動機、同期電動機、電気炉、蛍光灯などすべてがインダクティブな性質を持っています。

これらの他にも、異なる線路のインダクタンスもシステムにインダクタンスを加えます。これらのインダクタンスにより、システムの電流が電圧よりも遅れます。電圧と電流の位相差が大きくなるにつれて、システムのパワーファクターは低下します。パワーファクターが低下すると、同じ有効電力要求でもシステムはより多くの電流を電源から引き出すことになります。より多くの電流は、より多くの線路損失を引き起こします。

低い電力パワーファクターは、電圧調整率の悪化を引き起こします。そのため、これらの問題を避けるために、システムの電力パワーファクターを改善する必要があります。コンデンサは電流を電圧よりも先行させることから、コンデンサのリアクタンスを使用してシステムのインダクティブリアクタンスをキャンセルすることができます。

コンデンサのリアクタンスは通常、静的なコンデンサをシャントまたはシリーズで使用してシステムに適用されます。システムの各相に対して単一のコンデンサユニットを使用する代わりに、メンテナンスと設置の観点からは、複数のコンデンサユニットのバンクを使用することが効果的です。このグループまたはコンデンサユニットの集まりをコンデンサバンクと呼びます。

接続方式によって、コンデンサバンクは主に以下の2つのカテゴリに分かれます。

1. シャントコンデンサ。

2. シリーズコンデンサ。

シャントコンデンサは非常に一般的に使用されています。

必要なコンデンサバンクの容量の決定方法

コンデンサバンクのサイズは以下の式で決定できます：

ここで、
Q は必要な kVAR。
P は kW での有効電力。
cosθ は補償前のパワーファクター。
cosθ’ は補償後のパワーファクター。

コンデンサバンクの位置

理論的には、コンデンサバンクをリアクティブ負荷に近い場所に設置することが望まれています。これにより、リアクティブkVARの送電がネットワークの大部分から削除されます。さらに、コンデンサと負荷が同時に接続されている場合、負荷が切断されるとコンデンサも回路から切り離されます。したがって、過補償の問題はありません。しかし、個々の負荷にコンデンサを接続することは経済的に実際的ではありません。負荷のサイズは消費者によって大きく異なり、様々なサイズのコンデンサが常に利用可能であるわけではありません。そのため、各負荷点での適切な補償は不可能です。また、各負荷は24時間365日システムに接続されているわけではありません。したがって、負荷に接続されたコンデンサも完全には利用されません。

したがって、小さな負荷にはコンデンサを設置しませんが、中規模および大規模な負荷には消費者自身の敷地内にコンデンサバンクを設置することができます。中規模および大規模な大口消費者のインダクティブ負荷が補償されていても、未補償の小さな負荷からのVAR需要は依然として相当量存在します。さらに、線路や変圧器のインダクタンスもシステムにVARを供給します。これらの問題を考慮すると、各負荷にコンデンサを接続する代わりに、大規模なコンデンサバンクを主要な配電変電所または二次グリッド変電所に設置します。

シャントコンデンサバンクの接続

コンデンサバンクはデルタ接続またはスター接続でシステムに接続することができます。スター接続では、採用されたコンデンサバンク保護方式に応じて、中性点を接地するかしないかが決まります。一部のケースでは、コンデンサバンクは二重スター構成で形成されます。

一般に、電力変電所の大型コンデンサバンクはスター接続で接続されます。
接地されたスター接続のバンクには以下のような特定の利点があります。

1. 通常の繰り返しコンデンサスイッチング遅延におけるブレーカーへの回復電圧の減少。

2. より良い突入電圧保護。

3. 比較的過電圧現象の減少。

4. 設置コストの低減。

5. 堅牢な接地システムでは、コンデンサバンクの3相の電圧は固定され、2相運転期間中でも変化しません。

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