・フェランチ効果とは

・フェランチ効果とは

フェランチ効果は、電力科目の送配電分野における重要な用語の一つです。
ここではフェランチ効果がどうして起こるのかをベクトル図も使って説明します。
試験にもよく出題されている分野ですので、しっかり覚えておくようにしましょう。

1. フェランチ効果とは

フェランチ効果とは、受電端電圧が送電端電圧よりも大きくなる現象のことです。
一般的には、発電所と需要家の間にある送電線などのインピーダンスで電圧降下が起こるため、受電端よりも送電端のほうが電圧は高くなります。

フェランチ効果は、夜間や休日などの軽負荷のときや地中送電線のように対地静電容量が大きいときなどの、進み電流が流れるときに発生します。

私たちの身の回りにある負荷は一般的に誘導性負荷ですので、通常は遅れ電流が流れます。
この誘導性負荷が極端に小さくなると、送電線の対地静電容量などの影響により、進み電流となってしまうことがあり、このときにフェランチ効果が起こります。

2. フェランチ効果のときのベクトル図

では、フェランチ効果が起こる仕組みを、ベクトル図を使って考えていきましょう。

まずは通常時、遅れ電流が流れているときを考えます。

このとき、送電端電圧\displaystyle \dot E_sは、

\displaystyle \dot E_s = \dot E_r + \dot Ir + \dot Ix_L

となりますので、これをベクトル図で表すと下図のようになります。
①電流\displaystyle \dot Iは受電端電圧\displaystyle \dot E_rに対して遅れる
②送電線の抵抗\displaystyle rでの電圧降下\displaystyle \dot Irは電流と同相
③送電線の誘導性リアクタンス\displaystyle x_Lでの電圧降下\displaystyle \dot Ix_Lは電流に対し90°進む
④送電端電圧\displaystyle \dot E_sが求まる

図より、通常時は受電端電圧\displaystyle E_rよりも送電端電圧\displaystyle E_sのほうが大きくなります。

次に、フェランチ効果が起こって進み電流が流れているときを考えます。
回路は全く同じで、進み電流になったときのベクトル図は下図のようになります。
考え方は先ほどの①~④と同じです。

図より、フェランチ効果が起こっているときには受電端電圧のほうが大きく、送電端の電圧は小さくなっていることがわかります。

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