分路リアクトルの電圧調整効果について

　　　　電力系統を運転してゆくなかで電圧の調整は欠かせないものです。
　　　　電圧調整の一つとして分路リアクトル（ＳｈＲ）を使った方法があります。
　　　　ここではその電圧調整効果について計算式を使って説明いたします。

　　モデル系統

左の図がモデル系統です。赤字で書いてある数字は１０MVA基準のパーセントインピーダンスです。

この変電所は５００ｋＶ／２２０ｋＶ／１１０ｋＶの連系変電所であり、つながっている変電所すべての背後には電源があるものとします。

そしてこの変電所の１１０ｋＶ母線に５０ＭＶＡの分路リアクトル（ＳｈＲ）を接続した場合にどのような電圧調整効果が得られるか説明したいと思います。


　　　電圧変化の簡易式はすでに説明させていただいた通り

　　　　　　　　　　　ΔＶ＝ｘ・ΔＱ

　　　となっていますが、これは単に送電端電圧と受電端電圧の電圧差を求める式の簡略式であります。
　　　今回のような系統では送電端は複数あり、受電端は変圧器を介した２次側の母線でありまた受電端にも電源があるという事から
　　　単純にはこの式を使えそうにないのですが、％Ｚおよび分路リアクトルの容量を同一基準で統一された数値を用いれば電圧階級
　　　に関係なく計算でき、電圧変化ΔＶについては基準電圧に対する変化の割合（電圧変動率）が求まるためこの式で計算できます。

　　　では、上の電力系統図を簡略化して以下の図のように書き換えます。




　　　　では実際に計算していきます。
　　　　　　各インピーダンスを１０ＭＶＡ基準の【ＰＵ】で表すと

　　　　　　　・％Ｚ１＝０．０３０８×１／１００＝０．０００３０８　【ＰＵ】
　　　　　　　・％Ｚ２＝０．７３９×１／１００＝０．００７３９　　　【ＰＵ】
　　　　　　　・％Ｚt＝０．１５５×１／１００＝０．００１５５　　　【ＰＵ】
　　　　　　　・ShRの容量＝５０／１０＝５　【PU】

　　　　分路リアクトル投入時の無効電力QLは両端の電源より供給されるが、その無効潮流は１１０ｋV母線からみたインピーダンスの
　　　　逆比によって配分される。よって上位系より供給される無効潮流Q1は以下のようにして求まる。




　　　　従ってShR投入時の上位系から供給される無効潮流は３．９９５【PU】（＝39.95MVA）となり
　　　　５００ｋV母線の電圧変動率ΔV５００及び１１０ｋV母線の電圧変動率ΔV110は

　　　　　　ΔＶ５００＝Ｑ１×Ｚ１＝３．９９５×０．０００３０８＝０．００１２３【ＰＵ】
　　　　　　ΔＶ１１０＝ＱＬ×Ｚ１１０＝５×０．００１４８４７＝０．００７４２【ＰＵ】
　　　　　　　　※Z１１０：１１０ｋＶ母線からみたバックインピーダンス

　　　　従って

　　　　　　５００ｋV母線の電圧変動率は０．１２３（％）
　　　　　　１１０ｋV母線の電圧変動率は０．７４２（％）

　　　　となりました。
　　　　また、本計算での基準電圧はそれぞれ「５００ｋＶ」「１１０ｋＶ」であるため各母線での電圧変化は、

　　　　　　ΔＶ５００＝５００ｋＶ×０．００１２３＝６１５（Ｖ）
　　　　　　ΔＶ１１０＝１１０ｋＶ×０．００７４２＝８１６．２（Ｖ）

　　　　であると言えます。

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