Q: Q はどのように定義、計算され、フィールドテスト用に最適化されますか?
A: Q=X_L / R=蓄積エネルギー / 消費エネルギー × 2π。電圧増幅と入力電力の節約を決定します。
全抵抗 R の成分:
• リアクターの銅: 40 ～ 60%。コア損失: 15 ～ 25%。鉛抵抗: 5 ～ 10%。
• 負荷誘電率 (tanδ): 10 ～ 25%。コロナ/PD: 0 ～ 5%。
負荷別の代表的な Q 値:
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負荷の種類 |
キャパシタンス |
典型的なQ |
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電源トランス |
5～20nF |
30–60 |
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GIS/変電所 |
1～50nF |
40–100 |
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MVケーブル（< 1 km) |
0.1–0.5 μF |
30–50 |
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HV cable (>5キロ） |
1–5 μF |
15–30 |
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発電機の固定子 |
0.5–5 μF |
20–50 |
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コンデンサバンク |
10–100 μF |
10–20 |
Q 対 入力電力 (500 kVA 出力の場合):
Q=10 → 50 kW (大型ディーゼル)|Q=30 → 16.7 kW (中世代)
Q=50 → 10 kW (小型世代)|Q=80 → 6.25 kW (主電源)|Q=100 → 5 kW (主電源)
Qに影響を与える要因:
• リアクター: エアギャップが大きい → Q が低い。方向性鋼を使用します。-。リッツ線 > 200 Hz。
• 周波数: f が高い → Q (表皮効果) が低い。
• 負荷: C が高い → Q が低い。電圧: V が高い → Q が低い (コロナ損失)。
フィールド推定値: Q_est ≈ 1/(tanδ_specimen + Tanδ_reactor)。
Tanδ_specimen=0.005 および Tanδ_reactor=0.02 の場合 → Q ≈ 40。
⚠ 発電機のサイジングでは、Q が公称値より 20% 低いと常に想定してください。