サブトランジェント電動機始動電圧降下スクリーニングモデル
電動機の始動や突入負荷によるkVAの急変で生じる、初回サイクルの電圧低下を簡易的に検討します。すべての発電機が同じ過渡性能を持つとは限らないため、入力された交流発電機の過渡リアクタンスXd″と始動kVAを用いて計算します。
この計算ツールの使い方
発電機または交流発電機の定格kVAを、公表されているXd″と同じベースで入力してください。
電動機の拘束始動kVA、または該当する急激な突入負荷のkVAを入力してください。
交流発電機メーカーが公表する過渡リアクタンスXd″を%で入力してください。
公称端子電圧と、プロジェクト固有の最大初期電圧降下の目標値を入力してください。
結果は簡易検討に用い、選定した発電装置はメーカーの電動機始動特性・負荷投入特性の曲線、または容量選定ソフトウェアで確認してください。
主な利用場面
- •既存の発電装置が電動機の始動に耐えられるかどうかを簡易的に検討する。
- •公表されているXd″の異なる交流発電機を比較する。
- •入力した電圧降下の目標値に対し、概算の始動kVA上限を求める。
- •始動kVAを算出した後、全電圧始動と減電圧始動の方式を比較する。
例：発電機500 kVA、始動400 kVA、Xd″ 18%の場合
開始負荷は0.8 puです。スクリーニング推定では初期電圧降下が14.4%で、残りの電圧は約85.6%となります。415 Vバスでは約355.24 Vです。目標電圧降下を20%とした場合、同じ入力条件での最大始動kVA需要は約555.56 kVAとなります。
メーカー曲線で最終的な過渡特性を検証する
- •これは一次近似のサブトランジェント・リアクタンスによるスクリーニングモデルであり、メーカーの発電機選定曲線ではありません。励磁システム、AVR応答、磁気飽和、エンジン応答、オルタネータの設計は、実測の過渡特性に影響します。
- •Xd″は正しい発電機定格・基準値で使用してください。別のkVA基準で公表されたリアクタンスは、換算せずに混在させないでください。
- •始動kVAは実際の始動方式を反映している必要があります。DOL、スターデルタ、単巻変圧器、ソフトスタータ、VFDによる始動では、電流とkVAのステップが大きく異なる場合があります。
- •この近似は初期スクリーニングに最も有用です。大きな電圧降下が予測される場合は、この線形モデルを外挿せず、メーカーの過渡解析または負荷ステップ解析を行ってください。
- •許容電圧降下は用途によって異なります。敏感な制御機器、電磁接触器、照明、UPS入力、その他の接続負荷では、より厳しい制限が必要になる場合があります。本計算ツールは、普遍的な合否基準を設定するものではありません。
- •この結果では、周波数低下、加速時間、始動トルク、ケーブルの電圧降下、高調波の影響、保護機器の協調は計算されません。
よくある質問
電動機の始動時に発電機の電圧が低下するのはなぜですか？+
電動機は始動時に定格運転電流の数倍の電流を必要とする場合があります。この急激な電流により、励磁系やエンジン制御が回復する前に、オルタネータの内部リアクタンスで電圧降下が生じます。
Xd″とは何ですか？+
Xd″はオルタネータのサブトランジェント・リアクタンスで、通常は定格基準を明記したpuまたは%で示されます。非常に初期の電気的応答を表すもので、値はメーカーのデータから取得してください。
運転kVAと始動kVAのどちらを使うべきですか？+
過渡事象には、電動機または負荷ブロックの始動kVAを使用してください。運転kVAを使うと、DOL電動機始動の影響を過小評価します。
どの程度の電圧降下であれば許容されますか？+
すべての設備に共通する値はありません。接続機器の要件、プロジェクトの基準、発電機メーカーのガイダンスに基づいて目標値を設定してください。
この計算で最終的な発電機の機種を選定できますか？+
代替候補の絞り込みに使用してください。励磁、飽和、回復特性は機種ごとに異なるため、最終的な機種選定には、メーカーの電動機始動または負荷ステップ曲線、もしくは検証済みのサイジングソフトウェアを使用してください。
電動機始動時の電圧降下を減らすにはどうすればよいですか？+
適切な始動器またはドライブで始動電流とkVAを低減する、負荷を順番に投入する、過渡耐量の高いオルタネータを選ぶ、またはシステム全体を確認したうえで発電機容量を増やしてください。
意味のある次のステップ
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